[发明专利]一种高韧性填充尼龙复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高韧性的填充尼龙66复合材料，更具体是涉及在填充尼龙中添加合适的填充剂和一种能有效地促使填充剂与尼龙66粘合的助剂，使填充尼龙66中在不添加任何增韧剂的情况下依旧保持很高的韧性。

本发明还涉及该复合材料的制备方法。

背景技术

由于矿物填充尼龙材料具有高强度、高韧性、高耐热、高抗疲劳、低成形收缩、高性价比等优良性能，可广泛应用于汽车、机械、家电、航空及军用部件等领域，故一直备受人们重视。然而，简单地将矿粉添加入尼龙当中形成的填充尼龙，在满足材料强度、耐热、抗疲劳性的同时，却会对材料的冲击韧性产生很大的破坏。为了获得填充尼龙在强度、刚性、耐热性能方面与韧性的良好平衡性，为此，人们做了大量的工作。

张玲、王政华、李春忠在公开号为101058671的中国专利中提到了在尼龙66中添加弹性体和纳米无机颗粒的方法提高了尼龙66的刚性、韧性、耐热性和尺寸稳定性。

辛敏琦在公开号为1765991的中国专利中使用添加玻纤、无机矿物、相容剂、偶联剂等助剂来提高尼龙66的冲击性能，强度，尺寸稳定性和制品表面光洁。

吴石山、沈健等在公开号为1563193的中国专利中通过在尼龙66中使用紫外辐照官能化线性低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯来提高其冲击性能。

朱诚身等在公开号为1454935的中国专利中介绍添加蒙脱土和插层离子交换剂以改善尼龙66的耐热性、冲击性能。

邓凯桓在公开号为1935900的中国专利中采用接枝弹性体、玻纤、无机填料、接枝聚乙烯、硅烷偶联剂提高了尼龙66的强度、冲击、光泽等性能。

上述这些专利技术从不同的角度提高了填充尼龙的冲击性能。然而，从中也可以看出，这些专利技术都还存在其不足之处。这当中，添加功能性弹性体是一种最普遍、有效的方法，但这种方法在改善填充尼龙冲击韧性的同时却不同程度地损害了材料的强度、刚性与耐热性能。理论上来讲，在添加功能性弹性体的同时，适当地加入玻璃纤维是一种可以维持材料强度、刚性、耐热性与韧性平衡性的较为有效的方法，但这又将对制件的表面光泽度以及制件的收缩变化造成影响。此外，近年来随着纳米技术的发展，纳米填充尼龙也成为一种人们努力尝试的途径，但到目前为止，由于受到纳米颗粒分散技术的限制，并未形成有效的商业应用。

为此，如何寻找到一种简便、有效地维持填充尼龙高强、高刚、高耐热，同时高韧性的方法，以满足填充尼龙在诸如汽车轮毂盖等这样一些既要求材料有着优良的力学和热学性能，同时又要求表观质量优异、韧性良好的大型制件上的应用需求，这依旧是一个难度很大的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高韧性的填充尼龙复合材料，更具体是涉及在填充尼龙中添加合适的填充剂和一种有效地促使填充料与尼龙相互分散的助剂，使尼龙中在不添加任何增韧剂的情况下依旧保持很高的韧性。同时，本发明还介绍了这种高韧性填充尼龙复合材料的制备方法。

为实现以上目的，本发明的技术方案是在尼龙材料的基础配方中，加入的填充材料为一种经过处理的高目数无机粉体。这种经过处理的无机粉体同尼龙树脂的结合性能良好，同时通过一种分散剂使之充分、均匀的分散在基体树脂当中。其作用机理为，这种高目数的填充料能保证填充料足够细度，但并非纳米级的尺寸，故在促分散剂的作用下，能充分、均匀地分散到尼龙树脂中。当基体受到冲击时，填充粒子与基体之间产生银纹，同时粒子之间的基体也产生塑性变形、吸收冲击能，从而达到增韧效果。由于粒子的粒径大小达到了一定细度，故粒子的比表面积大、粒子与基体之间接触界面也大，材料在受冲击时会产生足够多的银纹和塑性变形，从而吸收更多的冲击能，提高增韧效果。

这种高韧性的填充尼龙复合材料按以下重量配比的原料配制成：(％)

尼龙                        80-88

填充料                      10-20

分散剂                      0-2

偶联剂                      0-1

抗氧剂245                   0.2-1

抗氧剂168                   0.2-1