一種陶瓷晶須增強耐高溫尼龍復合材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于尼龍技術領域，尤其涉及一種陶瓷晶須增強耐高溫尼龍復合材料及其 制備方法。
【背景技術】
[0002] 耐高溫尼龍的發展使工農業和民用設施更加的微型化輕量化和動力強勁化成為 可能。耐高溫尼龍可以為某些部件帶來更高的耐高溫性能，或是替代了金屬原材料來生產 這些部件。新型設備的裝置和組件也有用耐高溫尼龍代替金屬和熱固性材料的趨勢，這些 都將會加大對耐高溫尼龍材料的需要量，從而帶動市場需求。
[0003] 隨著電子電氣設備的高性能化、機械設備輕量化，對尼龍的強度、耐熱性、耐寒性、 尺寸穩定性等方面有著更高的要求。因此，必須通過改性提高尼龍的某些性能來擴大其應 用范圍。纖維作為耐高溫尼龍改性的填料已成為耐高溫尼龍改性的研究熱點，商業上常用 的方法是利用玻璃纖維填充耐高溫尼龍。因玻璃纖維的強度和模量均較低，且脆性很大，往 往需要很高的添加量才可取得較滿意的增強效果。因此，急需一種具有更高強度和模量的 纖維狀無機填料來取代玻璃纖維，以取得更好的增強效果、制得性能優異的耐高溫尼龍基 復合材料。
[0004] 陶瓷晶須是一種具有很大長徑比的單晶，因其極高的結晶完善程度和高度取 向，晶須的強度和理論強度十分接近。例如，氮化硅晶須的拉伸強度和楊氏模量分別高 達50-60GPa和550-750GPa，而普通的玻璃纖維的拉伸強度和模量則分別只有3GPa和 60-90GPa。此外，晶須還具有很好的韌性。將陶瓷晶須用于填充聚合物制備復合材料，不僅 可明顯提高材料的強度和模量，還可明顯改善復合材料的沖擊韌性，提高耐磨性。
[0005] 中國專利CN201210075449. 5報道了用鈦酸鉀晶須增強尼龍610,得到力學性能較 高的復合材料；CN201110283650. 8報道了用鈦酸鉀增強鑄型尼龍，也使得復合材料的機械 性能得到較大的改善，而受尼龍基體所決定，其在耐熱方面較差。而用陶瓷晶須增強耐高溫 尼龍復合材料不僅具有較高的力學性能、較低的吸水率、較好的尺寸穩定性，且擁有較高的 熱變形溫度和較好的耐熱性。目前，尚未見到陶瓷晶須增強耐高溫尼龍的公開報道。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于為克服現有技術的缺陷而提供一種熔融共混法制備的陶瓷晶 須增強耐高溫尼龍復合材料，具有耐高溫、機械性能好等特點。
[0007]本發明的另一個目的是提供一種上述陶瓷晶須增強耐高溫尼龍復合材料的制備 方法；本發明所提供的制備方法簡單，生產效率高，適合大規模推廣應用，具有很好的社會 和經濟效益。
[0008] 為實現上述目的，本發明采用以下的技術方案：
[0009]本發明提供了一種陶瓷晶須增強耐高溫尼龍復合材料，由包含以下重量份的組分 制成：
【主權項】
1. 一種陶瓷晶須增強耐高溫尼龍復合材料，其特征在于：由包含以下重量份的組分制 成：
2. 根據權利要求1所述的陶瓷晶須增強耐高溫尼龍復合材料，其特征在于：所述陶瓷 晶須是單晶陶瓷晶須。
3. 根據權利要求2所述的陶瓷晶須增強耐高溫尼龍復合材料，其特征在于：所述單晶 陶瓷晶須選自氮化硅單晶晶須、鈦酸鉀單晶晶須、硫酸鈣單晶晶須或硼酸鎂單晶晶須的一 種或它們的混合物。
4. 根據權利要求1所述的陶瓷晶須增強耐高溫尼龍復合材料，其特征在于：所述高溫 尼龍選自熔點為 280 ~320°C的PA10T、PA6T、PA6T/PA66、PA9T、PA11T、PA12T、PA46、PA10T/ PA6T、PA6T/PA6I、PA6T/PA6I/PA66、PA6T/PA6 或PA6T/PA610 中的一種或一種以上，優選 PAlOT0
5. 根據權利要求1所述的陶瓷晶須增強耐高溫尼龍復合材料，其特征在于：所述偶聯 齊IJ為N-3-氨乙基1-氨丙基三甲氧基硅烷或Y-(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷。
6. 根據權利要求1所述的陶瓷晶須增強耐高溫尼龍復合材料，其特征在于：所述抗氧 劑為亞磷酸脂類抗氧劑、受阻酚類抗氧劑或硫代酯類抗氧劑，優選亞磷酸脂類抗氧劑。
7. 根據權利要求6所述的陶瓷晶須增強耐高溫尼龍復合材料，其特征在于：所述亞磷 酸脂類抗氧劑為三（2,4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯或四（2,4-二叔丁基苯基-4,4-聯苯 基）雙磷酸酯； 或所述受阻酚類抗氧劑為N，N' -雙-(3- (3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酰基）己二 胺、3-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八烷醇酯或二縮三乙二醇雙[P-(3-叔丁 基-4-羥基-5-甲基苯基）-丙酸酯； 或所述硫代酯類抗氧劑為3, 3-硫代二丙酸雙十四烷酯、硫代二丙酸二硬脂醇酯或硫 代二丙酸雙十二烷酯。
8. 根據權利要求1所述的陶瓷晶須增強耐高溫尼龍復合材料，其特征在于：所述潤滑 劑為季戊四醇硬脂酸酯、潤滑劑GT-Il或潤滑劑RH-313中的一種或一種以上，優選潤滑劑 GT-Il； 或所述結晶成核劑為納米蒙脫土、納米二氧化鈦或P22結晶成核劑，優選P22結晶成核 劑。
9. 一種權利要求1至8任一所述的陶瓷晶須增強耐高溫尼龍復合材料的制備方法，其 特征在于：包括以下步驟： 稱取干燥后高溫尼龍100份，偶聯劑〇. 2~1份，抗氧劑0. 3~0. 8份，潤滑劑0. 5~ I. 5份和結晶成核劑0. 3~0. 8份，投入到低速混合機中干混，將混合好的原料投入到雙螺 桿擠出機的主喂料口，并稱取陶瓷晶須1~50份從雙螺桿擠出機的側喂料口加入，經擠出 牽條、造粒得到陶瓷晶須增強耐高溫尼龍復合材料。
10.根據權利要求9所述的陶瓷晶須增強耐高溫尼龍復合材料的制備方法，其特征在 于：所述干燥后高溫尼龍是置于干燥器中干燥，干燥溫度為l〇〇°C，干燥時間為12h; 或所述干混的時間為IOmin; 或所述雙螺桿擠出機的加工溫度為270~330°C。
【專利摘要】本發明公開了一種陶瓷晶須增強耐高溫尼龍復合材料，由包含以下重量份的組分制成：高溫尼龍100份，陶瓷晶須1～50份，偶聯劑0.2～1份，抗氧劑0.3～0.8份，潤滑劑0.5～1.5份，結晶成核劑0.3～0.8份。制備方法如下：稱取干燥后高溫尼龍100份，偶聯劑0.2～1份，抗氧劑0.3～0.8份，潤滑劑0.5～1.5份和結晶成核劑0.3～0.8份，投入到低速混合機中干混，將混合好的原料投入到雙螺桿擠出機的主喂料口，并稱取陶瓷晶須1～50份從雙螺桿擠出機的側喂料口加入，經擠出牽條、造粒得到陶瓷晶須增強耐高溫尼龍復合材料。具有耐高溫、機械性能好等特點。
【IPC分類】C08K7-04, C08K13-06, C08L77-02, C08K3-22, C08K9-06, B29C47-92, C08K3-34, C08L77-06
【公開號】CN104710780
【申請號】CN201310688981
【發明人】楊桂生, 田文偉
【申請人】上海杰事杰新材料(集團)股份有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2013年12月16日