[发明专利]一种增韧增强尼龙6三元复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子复合材料领域，具体涉及用于汽车内饰以及部分汽车零件且性能良好的热塑性弹性体、碳纳米管和尼龙6的三元复合材料及其制备技术。 

背景技术

尼龙6(PA6)是工程塑料中开发最早的品种，是目前聚酰胺塑料中产量最大的品种之一。与其他树脂材料相比，PA6具有力学强度高、电气性能良好、耐磨、抗震吸音、耐油、耐弱酸、弱碱、弱极性有机溶剂，加工流动性好等优点，广泛应用于汽车工业、电子、机械等领域。但是尼龙6缺口敏感材料，材料一旦出现细小缺口缝隙就会发生破损，影响产品继续应用。因此提高尼龙6的缺口冲击性能，对于尼龙6的进一步开发应用有很大价值。 

在现有技术中，为改善尼龙6的缺口冲击性能，往往利用一些无机添加物纤维等进行改性，由于无机颗粒或者纤维在尼龙6基体中易于团聚，分散性不好，虽然对缺口冲击性能有一定提高，提高有限，同时牺牲了尼龙本身优良的弯曲和拉伸性能。对于显著提高尼龙6冲击强度，同时又不牺牲尼龙6弯曲和拉伸性能的专利还没有提出。 

发明内容

鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种各项力学性能优异，表现良好的尼龙6三元复合材料及其制备方法，具体技术方案如下： 

一种增韧增强尼龙6三元复合材料，所述复合材料包括如下重量分数的组分： 

其中，尼龙6和热塑性弹性体的重量份数之和为100。 

所述尼龙6的密度为1.1～1.17g/cm³，相对粘度为2.7～3，熔点为215～220℃。 

所述热塑性弹性体为马来酸酐接枝聚乙烯-辛烯嵌段共聚物，其中马来酸酐的接枝率为0.8～1.2；所述热塑性弹性体的熔融指数为3～7g/min，热塑性弹性体作为尼龙6增韧剂的同时还作为其增溶剂。 

所述热塑性弹性体为马来酸酐接枝的三元乙丙橡胶，其中马来酸酐的接枝率为0.5～1，三元乙丙橡胶中乙烯链段的重量百分含量为45～60％，三元乙丙橡胶既作增韧剂又作增溶剂。 

所述碳纳米管为多壁碳纳米管，直径为10～40nm，长度5～50μm，比表面积为50～160m²/g。 

所述碳纳米管是接枝羧基或羟基极性基团的改性碳纳米管。 

所述碳纳米管按如下方法加入：利用溶液法制备尼龙6和改性碳纳米管母料，通过母料将改性碳纳米管和尼龙6进行共混，有助于提高改性碳纳米管的利用率和分散性。 

所述抗氧剂选自抗氧剂2246、抗氧剂1010、抗氧剂4426、抗氧剂1076、抗氧剂300； 

抗氧剂2246的CAS号：119-47-1，分子式：C₂₃H₃₂O₂，化学名：2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)； 

抗氧剂1010的CAS号：6683-19-8，分子式：C₇₃H₁₀₈O₁₂，化学名称：四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯； 

抗氧剂4426的CAS号：118-82-1，分子式：C₁₃H₈0₂，化学名称：4,4'-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)； 

抗氧剂1076的CAS号：2082-79-3，分子式：C₃₅H₆₂O₃，化学名称：β-(4-羟基苯基-3,5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯； 

抗氧剂300的CAS号：96-69-5，分子式：C₂₂H₃₀O₂S,化学名称：4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)或4,4'-硫代双(6-叔丁基间甲酚)。 

上述任一所述的增韧增强尼龙6三元复合材料的制备方法，包含如下步骤： 

(1)用浓硫酸和浓硝酸的重量比为3：1的混合液对0.5～1.5重量份碳纳米管进行回流处理，在所述碳纳米管上接枝羧基和羟基极性基团得到改性碳纳米管； 

(2)用100ml甲酸作溶剂，加入5重量份的尼龙6在80℃下油浴搅拌溶解； 

(3)用50ml甲酸做溶剂加入步骤(1)得到的改性碳纳米管，在80℃下油浴搅拌溶解； 

(4)将步骤(2)和步骤(3)得到的溶液混合均匀，用蒸馏水冲洗，多次洗涤，最后鼓风烘干直至甲酸全部挥发，得到尼龙6和改性碳纳米管母料；