[发明专利]一种低吸水率耐高温尼龙复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于耐高温尼龙复合材料技术领域，特别是涉及一种低吸水率耐高温尼龙复合材料及其制备方法。

背景技术

耐高温尼龙的发展使工农业和民用设施更加的微型化、轻量化和动力强劲化成为可能。耐高温尼龙可以为某些部件带来更高的耐温性能，或是干脆替代了金属原材料来生产这些部件。新型设备的装置和组件也有用耐高温尼龙代替金属和热固性材料的趋势。这些都将会加大对耐高温尼龙材料的需要量，从而带动市场需求。

由于耐高温尼龙的分子链中存在着较高比例的酰胺键，酰胺键的极性较高，与水分子间能形成氢键，因此与聚烯烃等疏水性聚合物相比，具有较高的吸水率。一方面，较高的吸水率大大的影响着产品的尺寸稳定性，这使得其在电子产品和汽车行业等精密部件中的使用大大受到限制；另一方面，较大的吸水率将影响制品的电性能变化，进一步改变制品的介电强度，使得其在电子电气工业中的使用受到限制。为了适应更广泛的工业用途和更苛刻的使用条件，一般采用较多的方法是在尼龙基体中添加纤维、无机物等方法来减少尼龙在复合材料中的体积比，从而降低其吸水率，这种方法制备的复合材料密度大，填料添加量高，吸水率降低不明显，并没有从根本上解决尼龙吸水率高的问题。

中国专利CN103073877和CN102863786公布了两种低吸水率的聚酰胺组合物，都添加了玻纤或无机填料来降低尼龙在复合材料中的比例，从而降低其吸水率，这种方法制备的复合材料的吸水率降低不明显，且其采用低熔点聚酰胺，在耐高温材料领域的使用受到较大的限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种相容性得到提高，耐高温，拉伸强度好，热变形温度高，尺寸稳定性好的低吸水率耐高温尼龙复合材料。

本发明的另一目的在于提供低吸水率耐高温尼龙复合材料的制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

本发明提供了一种低吸水率耐高温尼龙复合材料，由包括以下重量份的组分制成：

优选的，所述稀土氧化物为0.2～0.8份。

优选的，所述封端剂为0.3～0.5份。

优选的，所述催化剂为0.2～0.5份。

优选的，所述去离子水为40～50份。

所述尼龙盐选自尼龙6T盐、尼龙7T盐、尼龙8T盐、尼龙9T盐、尼龙10T盐、尼龙11T盐、尼龙12T盐、尼龙66盐、尼龙610盐、尼龙612盐、尼龙6I盐、尼龙7I盐、尼龙8I盐、尼龙9I盐、尼龙10I盐、尼龙11I盐或尼龙12I盐中的一种或一种以上。

所述稀土氧化物为氧化镧、氧化铈和氧化钇等中的一种或一种以上。

所述封端剂为苯甲酸、乙酸、丙酸或邻苯二甲酸酐，优选苯甲酸。

所述催化剂为磷酸钠、磷酸镁、磷酸钙、亚磷酸钠、亚磷酸镁、亚磷酸钙、亚磷酸锌、次亚磷酸钠、次亚磷酸镁、次亚磷酸钙或次亚磷酸锌中的一种或一种以上，优选次亚磷酸钠。

所述低吸水率耐高温尼龙复合材料的熔点为280～320℃。

本发明还提供了一种上述低吸水率耐高温尼龙复合材料的制备方法，包括以下步骤：

称取100份的尼龙盐、0.1～2份的稀土氧化物、0.1～1份的封端剂、0.1～0.6份的催化剂和30～60份的去离子水，将以上组分混合后加入到高压反应釜内；用氮气置换高压反应釜内的空气至少三次，然后通入氮气作为反应保护气；升温、加压，通过释放反应釜内水蒸气的办法保压、恒压进行反应；然后将反应釜内压力泄压至常压、出料得到低吸水率耐高温尼龙复合材料。

所述升温的温度为150～340℃。

所述加压的压力为1.5～3MPa。

所述保压的压力为1.5～3MPa。

所述恒压进行反应的时间为1～3小时。

本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

1、本发明提高了尼龙与稀土氧化物的相容性，结合尼龙和稀土氧化物各自的优点，制备出了具有耐高温、高强度、高热变形温度、尺寸稳定性好、吸水率低的复合材料。

2、由于尼龙与稀土氧化物的热力学不相容，通过原位聚合法制备得到的稀土氧化物改性高温尼龙复合材料，在反应釜的高压下，部分尼龙盐进入稀土氧化物表面的微孔中，并发生原位聚合反应；这样既可以大大改善尼龙与稀土氧化物的相容性、增强尼龙与稀土氧化物之间的界面作用力，又可以使复合材料的强度和热变形温度得到提高。