本發(fā)明涉及一種改性材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種超耐低溫尼龍復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：聚酰胺俗稱尼龍（Nylon），英文名稱Polymaide（簡稱PA），是分子主鏈上含有重復(fù)酰胺基團(tuán)-[NHCO]-的熱塑性樹脂總稱，其包括脂肪族PA、脂肪-芳香族PA和芳香族PA。其中，脂肪族PA品種多、產(chǎn)量大、應(yīng)用廣泛，其命名由合成單體具體的碳原子數(shù)而定。尼龍是最重要的工程塑料，產(chǎn)量在五大通用工程塑料中居首位。尼龍是美國科學(xué)家卡羅瑟斯（Carothers）及其領(lǐng)導(dǎo)下的一個(gè)科研小組研制出來的，是世界上出現(xiàn)的第一種合成纖維。尼龍的出現(xiàn)使紡織品的面貌煥然一新，它的合成是合成纖維工業(yè)的重大突破，同時(shí)也是高分子化學(xué)的一個(gè)重要里程碑。尼龍中的主要品種是尼龍6和尼龍66，其中尼龍66切片是一種熱塑性高分子聚合物，具有高強(qiáng)度、耐磨、耐溶劑、自潤滑性好和耐高溫額廣泛優(yōu)點(diǎn)，是用途比較廣泛的工程塑料之一。但是也存在著吸水率高、熱變形溫度低、模量低、耐低溫性能差的缺點(diǎn)，現(xiàn)通用的尼龍一般僅能耐零下十幾度，極大地限制了其在低溫條件下使用。從而極大地限制了其應(yīng)用。通常采用礦物填充改性的方法來改善其尺寸穩(wěn)定性和提高剛度，如使用玻璃纖維、碳纖維、高嶺土、滑石粉等無機(jī)填充尼龍66可以提高材料的強(qiáng)度、模量、耐熱性，但同時(shí)也導(dǎo)致了材料強(qiáng)度特別是韌性的下降，且耐低溫性能也沒有得到改善。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的就是要解決現(xiàn)在尼龍材料耐低溫性能差的缺點(diǎn)，特提供一種超耐低溫尼龍復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種超耐低溫尼龍復(fù)合材料，由以下組分按重量份數(shù)制備而成：尼龍50-85份相容劑5-25份玻璃纖維10-25份耐寒助劑0.5-10份抗氧劑0.1-1.5份偶聯(lián)劑0.1-2份加工助劑0.1-2份。進(jìn)一步方案，所述的尼龍為尼龍6、尼龍66中的一種。所述相容劑為辛烯和聚烯烴樹脂接枝馬來酸酐（POEMAH）、聚丙烯接枝馬來酸酐（PPMAH）、尼龍接枝馬來酸酐（PAMAH）、三元乙丙橡膠接枝馬來酸酐（EPDMMAH）。所述玻纖纖維為E型無堿玻璃纖維,其直徑為5-24μm。所述耐寒助劑為己二酸二辛酯（DOA）或癸二酸二辛酯（DOS）。所述抗氧劑為四[β-(3，5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯（1010）、β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯（1076）、三-(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯（168）、硫代二丙酸雙十八醇酯（DSTDP）中的至少一種。所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑和稀土鋁酸酯偶聯(lián)劑中的至少一種。所述硅烷偶聯(lián)劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）；鈦酸酯偶聯(lián)劑為異丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯（NDZ-201）；稀土鋁酸酯偶聯(lián)劑為鋁酸三異丙酯。所述加工助劑為硅酮粉和N,N’-乙撐雙硬脂酰胺中的一種或兩種混合物。本發(fā)明的另一個(gè)發(fā)明目的是提供上述超耐低溫尼龍復(fù)合材料的制備方法，其步驟如下：（1）將50-85份尼龍、5-25份相容劑和0.1-2份偶聯(lián)劑一起加入常溫高速混合機(jī)以100-300轉(zhuǎn)/min混合1-5min；再加入0.5-10份耐寒助劑、0.1-1.5份抗氧劑、0.1-2份加工助劑繼續(xù)混合1-3min；（2）將混合物加入擠出機(jī)中進(jìn)行熔融、擠出，同時(shí)通過雙螺桿擠出機(jī)玻纖口加入10-25份玻璃纖維，通過擠出、冷卻、干燥、切粒得超耐低溫復(fù)合材料；其中擠出機(jī)各區(qū)溫度為210-355℃，擠出螺桿長徑比為30-40，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為150-350轉(zhuǎn)/min。所以本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明使用的相容劑為辛烯和聚烯烴樹脂(POE)接枝馬來酸酐（MAH）、聚丙烯（PP）接枝馬來酸酐（MAH）、尼龍（PA）接枝馬來酸酐（MAH）、三元乙丙橡膠（EPDM）接枝馬來酸酐（MAH），它們能更有效地提高基體尼龍和無機(jī)填料之間的相容性，改善混合物的形態(tài)結(jié)構(gòu)，使得復(fù)合材料能耐更低的溫度。2、本發(fā)明制備的復(fù)合材料的吸水率降低，同時(shí)剛性和韌性都有很大程度的提高，增加了尼龍復(fù)合材料的使用范圍。3.本發(fā)明制備的復(fù)合材料除保持原有的性能外，還具有較高的耐低溫性能性能，可以在-40℃的或更低溫的條件長期使用，適用于汽車、電子電氣、建筑、航天等對(duì)低溫具有更加苛刻的條件及地域及領(lǐng)域。具體實(shí)施方式實(shí)施例1將50份尼龍6（PA-IM）、25份相容劑尼龍接枝馬來酸酐（PAMAH）、2份硅烷偶聯(lián)劑KH550一起加入高混機(jī)以300轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速混合5min，再加入0.5份耐寒助劑己二酸二辛酯（DOA）、0.1份抗氧劑1010、加工助劑1份硅酮粉和1份N,N’-乙撐雙硬脂酰胺一起以300轉(zhuǎn)/min繼續(xù)混合1min。將混合后的共混物通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，同時(shí)在擠出機(jī)玻璃纖維加入口加入25份的玻璃纖維，擠出機(jī)的各區(qū)溫度從喂料段到機(jī)頭溫度依次為210℃、220℃、230℃、230℃、230℃、235℃、235℃、235℃、235℃、240℃，擠出螺桿直徑62.4mm，長徑比為40，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為280轉(zhuǎn)/分鐘，通過熔融擠出、冷卻、造粒等得到耐低溫尼龍復(fù)合材料。實(shí)施例2將55份尼龍6（PA-IM）、20份相容劑尼龍接枝馬來酸酐（PAMAH）、1.5份硅烷偶聯(lián)劑KH550一起加入高混機(jī)以300轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速混合1min，再加入2份耐寒助劑己二酸二辛酯（DOA）、0.2份抗氧劑1010、1.5份加工助劑硅酮粉一起以300轉(zhuǎn)/min繼續(xù)混合3min。將混合后的共混物通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，同時(shí)在擠出機(jī)玻璃纖維加入口加入25份的玻璃纖維，擠出機(jī)的各區(qū)溫度從喂料段到機(jī)頭溫度依次為210℃、220℃、230℃、230℃、230℃、235℃、235℃、235℃、235℃、240℃，擠出螺桿直徑62.4mm，長徑比為40，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為280轉(zhuǎn)/分鐘，通過熔融擠出、冷卻、造粒等得到耐低溫尼龍復(fù)合材料。實(shí)施例3將60份尼龍6（PA-M2500）、20份相容劑三元乙丙橡膠接枝馬來酸酐（EPDMMAH）、1.5份硅烷偶聯(lián)劑KH550一起加入高混機(jī)以300轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速混合3min，再加入2份耐寒助劑己二酸二辛酯（DOA）、0.5份抗氧劑1010、1.5份加工助劑硅酮粉一起以300轉(zhuǎn)/min繼續(xù)混合2min。將混合后的共混物通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，同時(shí)在擠出機(jī)玻璃纖維加入口加入20份的玻璃纖維，擠出機(jī)的各區(qū)溫度從喂料段到機(jī)頭溫度依次為210℃、220℃、230℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃、240℃，擠出螺桿直徑62.4mm，長徑比為36，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為280轉(zhuǎn)/分鐘，通過熔融擠出、冷卻、造粒等得到耐低溫尼龍復(fù)合材料。實(shí)施例4將65份尼龍6（PA-M2500）、15份相容劑三元乙丙橡膠接枝馬來酸酐（EPDMMAH）、1份偶聯(lián)劑鈦酸酯NDZ-201一起加入高混機(jī)以300轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速混合3min，再加入5份耐寒助劑癸二酸二辛酯（DOS）、0.5份抗氧劑1010、1份加工助劑硅酮粉一起以300轉(zhuǎn)/min繼續(xù)混合3min。將混合后的共混物通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，同時(shí)在擠出機(jī)玻璃纖維加入口加入20份的玻璃纖維，擠出機(jī)的各區(qū)溫度從喂料段到機(jī)頭溫度依次為180℃、220℃、230℃、230℃、230℃、235℃、235℃、235℃、235℃、240℃，擠出螺桿直徑62.4mm，長徑比為40，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為280轉(zhuǎn)/分鐘，通過熔融擠出、冷卻、造粒等得到耐低溫尼龍復(fù)合材料。實(shí)施例5將70份尼龍6（PA-M2500）、10份相容劑三元乙丙橡膠接枝馬來酸酐（EPDMMAH）、1份偶聯(lián)劑鈦酸酯NDZ-201一起加入高混機(jī)以300轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速混合3min，再加入10份耐寒助劑癸二酸二辛酯（DOS）、1份抗氧劑DSTDP、0.5份加工助劑N,N’-乙撐雙硬脂酰胺一起以300轉(zhuǎn)/min繼續(xù)混合3min。將混合后的共混物通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，同時(shí)在擠出機(jī)玻璃纖維加入口加入20份的玻璃纖維，擠出機(jī)的各區(qū)溫度從喂料段到機(jī)頭溫度依次為210℃、220℃、230℃、230℃、230℃、235℃、235℃、235℃、235℃、240℃，擠出螺桿直徑62.4mm，長徑比為36，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為280轉(zhuǎn)/分鐘，通過熔融擠出、冷卻、造粒等得到耐低溫尼龍復(fù)合材料。實(shí)施例6將75份尼龍66（PA-EPR27）、10份相容劑辛烯和聚烯烴樹脂接枝馬來酸酐（POEMAH）、0.5份1份偶聯(lián)劑鈦酸酯NDZ-201一起加入高混機(jī)以100轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速混合5min，再加入10份耐寒助劑癸二酸二辛酯（DOS）、1份抗氧劑DSTDP、0.1份加工助劑N,N’-乙撐雙硬脂酰胺一起以100轉(zhuǎn)/min繼續(xù)混合3min。將混合后的共混物通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，同時(shí)在擠出機(jī)玻璃纖維加入口加入15份的玻璃纖維，擠出機(jī)的各區(qū)溫度從喂料段到機(jī)頭溫度依次為250℃、260℃、265℃、270℃、270℃、275℃、275℃、285℃、285℃、290℃，擠出螺桿直徑62.4mm，長徑比為40，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為280轉(zhuǎn)/分鐘，通過熔融擠出、冷卻、造粒等得到耐低溫尼龍復(fù)合材料。實(shí)施例7將85份尼龍66（PA-EPR24）、5份相容劑尼龍接枝馬來酸酐（PAMAH）、0.1份偶聯(lián)劑鋁酸三異丙酯一起加入高混機(jī)以100轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速混合5min，再加入10份耐寒助劑癸二酸二辛酯（DOS）、1份抗氧劑DSTDP、0.5份抗氧劑168、0.1份加工助劑N,N’-乙撐雙硬脂酰胺一起以100轉(zhuǎn)/min繼續(xù)混合3min。將混合后的共混物通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，同時(shí)在擠出機(jī)玻璃纖維加入口加入10份的玻璃纖維，擠出機(jī)的各區(qū)溫度從喂料段到機(jī)頭溫度依次為250℃、260℃、265℃、270℃、270℃、275℃、275℃、285℃、285℃、290℃，擠出螺桿直徑62.4mm，長徑比為36，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為250轉(zhuǎn)/分鐘，通過熔融擠出、冷卻、造粒等得到耐低溫尼龍復(fù)合材料。對(duì)比例1將75份尼龍6（PA-IM）、2份硅烷偶聯(lián)劑KH550一起加入高混機(jī)以300轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速混合5min，0.1份抗氧劑1010、2份加工助劑硅酮粉一起以300轉(zhuǎn)/min繼續(xù)混合1min。將混合后的共混物通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，同時(shí)在擠出機(jī)玻璃纖維加入口加入25份的玻璃纖維，擠出機(jī)的各區(qū)溫度從喂料段到機(jī)頭溫度依次為210℃、220℃、230℃、230℃、230℃、235℃、235℃、235℃、235℃、240℃，擠出螺桿直徑62.4mm，長徑比為40，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為280轉(zhuǎn)/分鐘，通過熔融擠出、冷卻、造粒等得到復(fù)合材料。對(duì)比例2將8份尼龍6（PA-M2500）、1.5份硅烷偶聯(lián)劑KH550一起加入高混機(jī)以300轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速混合3min，0.5份抗氧劑1010、1.5份加工助劑硅酮粉一起以300轉(zhuǎn)/min繼續(xù)混合2min。將混合后的共混物通過雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，同時(shí)在擠出機(jī)玻璃纖維加入口加入20份的玻璃纖維，擠出機(jī)的各區(qū)溫度從喂料段到機(jī)頭溫度依次為210℃、220℃、230℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃、240℃，擠出螺桿直徑62.4mm，長徑比為36，擠出螺桿轉(zhuǎn)速為280轉(zhuǎn)/分鐘，通過熔融擠出、冷卻、造粒等得到尼龍復(fù)合材料。將實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3、實(shí)施例4、實(shí)施例5、實(shí)施例6、實(shí)施例7制備的耐低溫尼龍復(fù)合材料以及對(duì)比例1、對(duì)比例2進(jìn)行性能測試，結(jié)構(gòu)如表1所示：性能測試方法實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5實(shí)施例6實(shí)施例7對(duì)比例1對(duì)比例2拉伸強(qiáng)度(MPa)ASTMD63813612812212511810810183.260.3彎曲強(qiáng)度(MPa)ASTMD790211207199188172167161128105彎曲模量(MPa)ASTMD790850083208160743062405825523540694973Izod缺口沖擊強(qiáng)度(23℃)（J/m）ASTMD256580640663612630620608170142Izod缺口沖擊強(qiáng)度(-40℃)（J/m）ASTMD2562152482702602672221987649從以上實(shí)施例可看出，本發(fā)明實(shí)施例1-7制備的復(fù)合材料即使在低溫-40℃下仍然有較高的沖擊強(qiáng)度，最低為198J/m；而對(duì)比例僅有49J/m。因此足以說明本發(fā)明的復(fù)合材料具有較好的耐低溫性能。上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3