[发明专利]一种高冲击、低收缩浇铸尼龙复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明提供了一种高冲击、低收缩浇铸尼龙复合材料及其制备方法，属于浇铸尼龙改性领域。

背景技术

浇铸尼龙简称MC尼龙，广泛应用于石油化工、机械和纺织等领域。随其使用范围和精度要求的提高，材料的韧性、尺寸稳定性和表面质量不断受到挑战。传统改性方法通过添加无机填料改善尺寸稳定性，但是对于制品表面和其他性能均有不良影响。

发明内容

本发明提供了一种高冲击、低收缩浇铸尼龙复合材料及其制备方法，属于浇铸尼龙改性领域，所制备的复合材料表面质量好、性能优越，适于大规模工业化生产。

所述的一种高冲击、低收缩浇铸尼龙复合材料，由以下组份按重量份制备而成：

内酰胺    　100份

碳纤维球　　5～40份

抗氧剂  　　0.5～3份

润滑剂  　　0.5～3份

催化剂      0.2～2份

引发剂      0.2～1.5份

所述的内酰胺优选为为己内酰胺、辛内酰胺和十二内酰胺。

所述的碳纤维球粒径为5～15μm，纤维长度为50～100μm。

所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯和亚磷酸酯抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的至少一种。

所述润滑剂为次乙基双硬脂酰胺、乙烯-丙烯酸共聚物或季戊四醇硬脂酸酯。

所述催化剂为氢氧化钠或甲醇钠。

所述引发剂为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯。

所述的一种高冲击、低收缩浇铸尼龙复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）称取100重量份的内酰胺置于反应容器中，在氮气氛围保护下加热至熔融，真空脱水；

（2）取5～40重量份的碳纤维球，置于硅烷偶联剂的醇溶液中进行表面处理10～30min，然后于70～90℃烘箱中烘干1～3h；

（3）氮气氛围保护下在内酰胺中加入上述步骤（2）中表面处理后的碳纤维球，超声分散至均匀状态；

（4）加入0.2～2重量份的碱性催化剂、0.5～3重量份抗氧剂和0.5～3重量份润滑剂，130～155℃条件下真空脱水10～30min；

（5）在上述制备的溶液中加入0.2～1.5重量份的引发剂，混合均匀后迅速注入预热到130～170℃的模具中，保温聚合10～30min后室温下冷却脱模，即制得高冲击、低收缩浇铸尼龙复合材料。

所述的步骤（2）中的硅烷偶联剂的醇溶液质量浓度为10%～40%。

所述的硅烷偶联剂为KH550或KH560。

本发明创新性地采用碳纤维球作为改性浇铸尼龙的填料，利用内酰胺的阴离子原位聚合提高了浇铸尼龙韧性和尺寸稳定性，同时提高了制品的表面质量。本发明操作流程简单，所制备的复合材料表面质量好（表面平整、光滑）、性能优越，适于大规模工业化生产。

具体实施方式

下面结合具体实例对本发明内容进行进一步的说明，但所述实施例并非是对本发明实质精神的简单限定，任何基于本发明实质精神所作出的简单变化或等同替换均应属于本发明所要求保护的范围之内。

制备的样品在23℃、50%湿度环境下调节后，分别采用ASTM D256和ASTM检测D955复合材料冲击强度和收缩率。

本发明的具体实施例如下：

实例1

（1）称取100重量份的己内酰胺置于反应容器中，在氮气氛围保护下加热至熔融，真空脱水；

（2）取5重量份的碳纤维球，置于质量浓度10%的硅烷偶联剂KH550的甲醇溶液中进行表面处理10min，然后于70℃烘箱中烘干1h；

（3）氮气氛围保护下在内酰胺中加入上述步骤（2）中表面处理后的碳纤维球，超声分散至均匀状态；

（4）加入0.2重量份的碱性催化剂氢氧化钠，0.2份抗氧剂四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，0.3份抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和0.5份次乙基双硬脂酰胺，130℃条件下真空脱水10min；

（5）在上述制备的溶液中加入0.2重量份的引发剂甲苯二异氰酸酯，混合均匀后迅速注入预热到130℃的模具中，保温聚合10min后室温下冷却脱模，即制得高冲击、低收缩浇铸尼龙复合材料。

    所制得的高冲击、低收缩浇铸尼龙复合材料性能见表一。

 

实例2