[发明专利]一种尼龙改性材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种尼龙改性材料，尤其是一种具有优良机械性能的尼龙改性材料及其制备方法。

背景技术

尼龙是历史悠久、用途广泛的工程塑料，它具有良好的物理机械性能，包括优异的力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，还有就是它易于加工。近十年来，作为工程塑料用尼龙树脂的年均增长率约为8％，大量地被应用于汽车、电子电气、包装、机械、建筑等行业，尤其是中国市场，其发展迅速，且还有很大的发展空间。

为了提高材料性能，克服尼龙材料的缺点，工业上普遍采用玻璃纤维或其它填料填充增强改性，来提高其性能和扩大应用范围。人们采用了嵌段、接枝、共混等方法对尼龙进行化学和物理改性。物理改性主要是加入各种填料以增强各种性能，填料包括纤维、无机颗粒、有机颗粒等。尼龙的增强、增加耐磨性方面的改性主要是通过填充玻璃玻纤、碳纤维、二硫化钼、碳化硅、炭黑、聚四氟乙烯等填充物来实现。从目前的技术来看，填充玻纤的尼龙复合材料，耐磨性较差；填充二硫化钼等无机粒子的尼龙复合材料强度较差。

随着纳米技术的兴起，采用无机纳米粉体对高分子聚合物材料进行改性已经成为业界热议的话题之一，近来研究颇为活跃，我国也将其列为重点支持和发展的高新技术领域。然而，由于纳米粉体具有巨大的表面能，导致其存在极强的“凝聚力”，同时无机纳米粉体与不同种类的有机高分子聚合物材料的相容性也是个问题，要实现无机粉体在高分子聚合物中的纳米级分散存在极高的难度，很难将无机粉体以纳米的水平分散到高分子聚合物材料里。

凹凸棒石(Attapulgite)又称坡缕石(Palygouskite)或坡缕缟石，是一种具有链层状结构的含水富镁硅酸盐粘土矿物。其结构属2∶1型粘土矿物，在每个2∶1单元结构层中，四面体晶片角顶每隔一定距离方向颠倒，形成层链状，其理想的化学式为：Mg₅(H₂O)₄[Si₄O₁₀]₂(OH)₂。在四面体条带间形成与链平行的通道，通道中充填沸石水和结晶水，其晶体形状为针状和纤维状，这种特殊的结构使其具有一些特殊的性能。若能将纳米凹凸棒土以纳米尺度填充到塑料制品中将会使材料性能得以提高，而且还有望得到具有特殊性能的纳米复合材料。。

纳米羟基磷灰石晶须的研究始于上世纪九十年代，其化学式为Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂(简称HA或HAP)，广泛应用于复合材料增强的领域，例如生物医用材料的复合增强，但是现在还没有报道将其应用于聚合物材料的性能增强。

CN101768355A公开了一种使用阴离子开环法制备凹凸棒土/尼龙6纳米复合材料的方法，用于增加尼龙的耐热性，但是其制备采用的是原位聚合法和超声波分散技术，一方面增加了制备工艺的复杂性，另一方面无法保证纳米凹凸棒土分布的均匀性。同样的，CN101235198A公开了一种反应挤出原位制备尼龙6/凹凸棒土纳米复合材料的方法，其中采用纳米凹凸棒土与聚合物反应原料同时加入的原位聚合法，并采用双螺杆挤出机的螺杆剪切作用帮助纳米凹凸棒土材料的分散，同样无法保证纳米材料分布的均匀性，也没有显著增强尼龙材料的机械性能。

发明内容

为克服以上技术缺陷，本发明提供了一种具备优良机械性能的尼龙改性材料及其制备方法。所述的尼龙材料中包含纳米凹凸棒土、纳米羟基磷灰石、纳米材料分散改性剂和苯乙烯丙烯酸丁酯二元接枝改性乙丙橡胶。

为了达到以上目的，本发明的技术方案是：一种尼龙改性材料，其包括以下组分，按重量份数为：尼龙63～78份，纳米材料分散改性剂4～10份，苯乙烯丙烯酸丁酯二元接枝改性乙丙橡胶5～10份，纳米凹凸棒土6～12份，纳米磷灰石晶须2～5份，抗氧剂0.1～2份，加工助剂0.1～5份。

优选的，所述组分按重量百分比为：尼龙69～73份，纳米材料分散改性剂7～10份，苯乙烯丙烯酸丁酯二元接枝改性乙丙橡胶6～8份，纳米凹凸棒土8～12份，纳米磷灰石晶须2～4份，抗氧剂0.1～2份，加工助剂0.1～5份。

所述的尼龙是尼龙树脂颗粒，可商购，选自聚癸二酸癸二胺(尼龙1010)、聚十一酰胺(尼龙11)、聚十二酰胺(尼龙12)、聚己内酰胺(尼龙6)、聚癸二酰己二胺(尼龙610)、聚十二烷二酰己二胺(尼龙612)、聚己二酰己二胺(尼龙66)、聚辛酰胺(尼龙8)、聚9-氨基壬酸(尼龙9)中的一种。