[发明专利]一种聚酰胺复合材料及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于工程塑料领域，具体涉及一种聚酰胺复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

脂肪族聚酰胺如尼龙6、尼龙66等，具有优异的机械强度、耐热性、耐化学药品性、耐磨损性和自润滑性，且摩擦系数低，其应用领域包括电子电器、汽车部件、家具、建材和纤维，已成为最重要的工程塑料之一。

半芳香族聚酰胺是带芳香环的二胺或二羧酸与脂肪族二羧酸或二胺经缩聚所制备的聚酰胺树脂，是芳香族聚酰胺中的一种。由于在聚酰胺分子主链中导入了芳香环，从而提高了耐热性和力学性能，降低了吸水率，并且有较合适的性能/价格比，是介于通用工程塑料尼龙和耐高温工程塑料PEEK之间的耐热性高的树脂，主要用于汽车和电气电子行业。随着高科技的迅速发展，其应用有新的突破和进展，市场需求呈上升趋势。

半芳香族聚酰胺产品目前主要有聚酰胺MXD6、6T/66、6T/6I、6T/6I/66、6T/M-5T和9T。专利US5516882、US5981692和US962628描述了以对苯二甲酸、间苯二甲酸、1，6-己二酸、1，6-己二胺和2-甲基-1，5-戊二胺为主要原料，通过300℃以上的高温熔融聚合来合成聚酰胺6T共聚物的方法。

专利US6140459描述了以对苯二甲酸、1，6-己二胺和另一种脂肪族长链二元羧酸为原料，通过熔融聚合来合成聚酰胺6T共聚物。

专利US5663284公开了一种制备聚酰胺6T/66聚合物的方法，先在有水存在、反应温度低于聚合物熔点的条件下进行初级聚合，在出料时通过往高压釜内补充水来维持压力，预聚物通过排气式双螺杆挤出机熔融增粘得到高黏度聚合物。

专利US6133406提出了一种半芳香族聚酰胺的聚合工艺：先在有水存在的条件下，在较低的温度合成低特性黏度的预聚物，然后经固相增粘反应制备较高特性黏度的预聚物，再经双螺杆熔融挤出增粘得到高特性黏度的聚合物。这一路线涉及预聚合反应、固相增粘、熔融增粘多步反应，要求复杂的生产步骤和设备。

专利US6156869中，在得到预聚物后，可以通过长时间的固相增粘来得到聚酰胺9T树脂。

在尼龙中加入弹性体增韧的也有披露，如专利CN101701105A公开了一种耐高温超韧尼龙材料，该材料由50～70％的尼龙66、10～30％的尼龙46、尼龙6T或9T，1～30％的EPDM和0.1～1％的抗氧剂组成。

对于抗冲击性能，目前大多数材料只考虑冲击强度的性能数据，但这并不能有效地反映材料的长期工作特性，因为在制品中很难避免出现裂纹，这将影响到制品的寿命。韧性是塑料的重要性能，材料冲击破坏的总能量是材料的裂纹引发、增长及断裂三部分的能量消耗，而仅仅用总的冲击能作为韧性的表征，从理论上讲不够准确，它往往不能反映材料的初始破坏能。事实上，裂纹引发时所需的能量才是材料的选择、设计和使用的重要参数。积分J临界可以看作是创造单位面积新断裂表面所必须提供的能量，积分J临界表征了材料对裂纹萌生过程的阻力，是材料在裂纹开始扩展时的临界能量吸收。它的最大特点在于：无论裂纹附近材料是弹性状态还是发生大规模的塑性变形，它都能较准确地表征裂纹扩展行为。所以近几年国内外用积分J 临界确定聚合物材料的初始破坏能，表征聚合物材料的断裂韧性。

目前并没有人公开一种高J值的聚酰胺复合材料。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种高J值的、不容易产生裂纹的聚酰胺复合材料。

本发明的另一目的在于提供上述聚酰胺复合材料的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述聚酰胺复合材料的用途。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种聚酰胺复合材料，由以下质量百分比的成分制备得到：

聚酰胺：66.7～90％

链烯基芳族单体与共轭二烯烃的氢化嵌段共聚物：10～22％

助剂：0～20％；

优选地，上述的聚酰胺复合材料由以下质量百分比的成分制备得到：

聚酰胺：78～89％

链烯基芳族单体与共轭二烯烃的氢化嵌段共聚物：10～16.7％

助剂：0.5～16.7％。

所述的聚酰胺由以下方法制备得到：

(1)将芳香族二羧酸、脂肪二胺、封端剂、含磷催化剂和水加入到压力釜中，用氮气进行吹扫，加热1～3小时至物料的内部温度达到220～280℃，在此温度下封闭压力釜，持续搅拌反应0.5～2小时，得到预聚物；