[发明专利]一种纳米二氧化硅/尼龙1010复合材料的制备方法

说明书

(一)技术领域

本发明属于材料技术领域，特别涉及一种纳米SiO₂/尼龙1010复合材料的制备方法。 

(二)背景技术

作为一种新兴的填料，纳米粒子的开发和应用在很大程度上推动了聚合物的改性研究，对于发展低填充量、高性能的无机粒子/聚合物复合材料具有十分重要的意义。在常用的无机纳米粒子填料中，二氧化硅是最重要的一种，纳米二氧化硅是目前应用最广泛的纳米材料之一，它特有的表面效应、量子尺寸效应和体积效应等，使聚合物/纳米二氧化硅复合材料表现出传统材料不具有的化学性能、机械性能、电学性能、磁学性能和光学性能等特异性能，已在许多科学材料研究领域引起了广泛的重视，逐渐成为材料科学研究的热点。 

尼龙1010属于AABB型尼龙，AABB型尼龙具有机械强度高、刚性大的特点，是工程塑料中的主要品种。常用于生产强度高、耐磨、自润滑性能优良的各种汽车部件、机械部件、电子电器、包装材料等。但是AABB型尼龙也存在低温及干态下冲击强度低，吸水率大，在较强外力和加热条件下刚性和耐热性不佳，制品的稳定性和电性能较差等缺点，针对这些缺点的改性研究有很多，采用纳米粒子改性AABB型尼龙得到了飞速的发展，但是研究纳米粒子改性尼龙1010的并不多，仅有的研究也集中在采用熔融共混的方法，这种方法纳米粒子在尼龙基体中分散不均匀，改性效果不佳。 

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米SiO₂/尼龙1010复合材料的制备方法，可以克服现有方法纳米粒子在尼龙基体中分散不均匀、改性效果不佳的缺陷，改 善纳米SiO₂与尼龙1010的相容性，以及与尼龙1010的不同作用方式，获得性能更优异的纳米SiO₂/尼龙1010复合材料。 

本发明采用的技术方案如下： 

一种纳米SiO₂/尼龙1010复合材料的制备方法，步骤如下： 

将均匀分散有纳米SiO₂的无水乙醇溶液与尼龙1010单体、引发剂、质子化剂、二胺类添加剂加入到密闭的聚合反应容器中，于惰性气体保护下在170℃-200℃、压力为1.1-1.2MPa下反应；继续加热升温至220-250℃、压力控制为1.1-1.2MPa时反应结束，即得到目标产物； 

各物质加入的重量份数为： 

尼龙1010单体80-90份；无水乙醇10-15份；引发剂1-10份；质子化剂0.01-1.0份；二胺类添加剂0.5-5份；纳米SiO₂的加入量为尼龙1010单体质量的0.05-10％； 

所述纳米SiO₂表面包覆有C₁-C₁₆的碳链化合物，纳米SiO₂颗粒尺寸为5-100nm。 

所说的尼龙1010单体可选择尼龙1010盐，如癸二酸癸二胺盐。 

所述引发剂为碳原子数为4-19的氨基酸，优选6-氨基己酸或十二氨基酸。 

所述质子化剂为亚磷酸、磷酸、盐酸或硫酸。 

本发明中，所用二胺类添加剂优选为1，6-己二胺、间苯二胺、十二烷基二胺中的一种或几种的混合物。 

进一步，纳米SiO₂表面包覆的碳链化合物带有可反应性官能团；所述的可反应性官能团可选择如氨基、环氧基或羧基。 

更具体的，可将纳米SiO₂加入无水乙醇后超声0.1-1h以使其均匀分散，获得均匀分散有纳米SiO₂的无水乙醇溶液。 

先将聚合反应器抽真空，然后优选通入N₂保护，目的是防止氧化。 

进一步，先抽真空至真空度为720-760mmHg，后充入氮气至体系压力达到0.1-0.3MPa。 

聚合反应时间控制为0.5-2h；反应结束后，脱水蒸汽至常压，常压放空 40-80min。