[发明专利]一种聚酰胺复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料领域，尤其涉及一种聚酰胺复合材料及其制备方法。

背景技术

聚酰胺树脂具有良好的力学性能、耐化学药品性能、耐磨、耐热等优良性能，目前 已广泛应用于汽车、航空航天、化工、机械、电子电器、运动器材等领域。由于聚酰胺分子中 存在大量氢、氧以及氮原子，因而分子间容易形成氢键，提高了分子间作用力，这就使得聚 酰胺材料具有高强度、高刚性的特点。此外，聚酰胺还具有耐磨损、耐腐蚀等优点。

然而，聚酰胺分子为线性不对称结构，其分子链呈绕曲状态，所以聚酰胺材料的结 晶度较低，一般只有25％-45％。且由于聚酰胺分子结构中含有大量的胺基和羰基，因此，其 容易与水分子形成氢键，导致使用该物质的材料在使用及存放时容易吸水，进而产生增塑 效应，最终导致材料体积膨胀、模量下降，在机械力作用下发生明显蠕变。而材料如果抗蠕 变能力差，就会使得其机械性能降低、尺寸稳定性差，在很大程度上限制了材料的应用，特 别不适用于作为高温高湿环境下、具有较高机械性能和尺寸稳定性要求的材料。同时，由于 聚酰胺材料本身没有抗菌性能，很大程度上限制了聚酰胺材料在家用电器、厨卫以及学校 医院等方面的使用。如CN203729669U涉及的一种抗菌尼龙门把手，在使用频繁的公共场 合，由于长期受到外力作用，容易发生蠕变，从而缩短材料的使用寿命。

目前，主要通过加入各种填料以及抗菌剂，来克服聚酰胺材料蠕变和不抗菌的不 足，同时提高聚酰胺材料物理性能。常用的填料多为无机粉体和各类纤维，其中，常用的滑 石粉、高岭土等无机粉体对材料的韧性有较大的影响，同时对材料的强度提高也不理想；而 玻璃纤维有着较大的长径比，虽然对材料的力学性能有较大提高，但是，玻璃纤维的添加对 材料的加工性能有一定的影响，特别是用于制件较大、结构较复杂的产品时容易产生应力 翘曲、发生变形以及降低产品表面光泽度。而目前所用抗菌剂成本较高，不利于复合材料成 本的控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高机械强度、低蠕变、抗菌、耐磨损、耐热、耐腐 蚀、尺寸稳定性好、减震、降噪等性能的聚酰胺复合材料，旨在解决现有聚酰胺材料抗蠕变 性能和抗菌性能差的问题。

本发明的另一目的在于提供一种聚酰胺复合材料的制备方法。

本发明是这样实现的，一种聚酰胺复合材料，包括如下重量份数的下列组分：

其中，所述氧化锌为四针状氧化锌晶须。

以及，一种聚酰胺复合材料的制备方法，包括以下步骤：

按照所述聚酰胺复合材料的配方称取各组分；

将除氧化锌和偶联剂外的所有组分进行第一混合处理，得到第一混合物料；将氧 化锌和偶联剂进行第二混合处理，得到第二混合物料；

将所述第一混合物料从双螺杆挤出机的主喂料口进料、所述第二混合物料从侧喂 料口加入，进行熔融挤出，造粒。

本发明提供的聚酰胺复合材料，添加了四针状氧化锌组分，所述四针状氧化锌无 结构缺陷，其强度高，具有优异的补强增韧性能和抗菌性能，同时改善聚酰胺材料的强度、 抗蠕变性能和抗菌性能。具体的，由于所述四针状氧化锌晶须微观为三维四针状立体结构， 即晶须有一核心，从核心径向方向伸展出四根针状晶体，每根针状体均为单晶体微纤维，任 两根针状体的夹角为109°，晶须的中心体直径0.7-1.4μm，针状体根部直径0.5-14μm，针状 体长度为3-200μm，具有特殊的空间立体结构。所述四针状氧化锌组分因其独特的立体四针 状三维结构，容易实现在基体材料中的均匀分布，从而各向同性地改善材料的物理性能；同 时由于其四针状结构，复合材料中的聚酰胺分子链能够在其四个针上稳固缠绕，各相均一， 消除每个方向的分子链滑移，从而从本质上并且高效的解决尼龙的蠕变，使得聚酰胺复合 材料的抗蠕变性能明显增强，即便是在高温高湿环境下，也能具有优良的机械性能和尺寸 稳定性。同时，所述四针状氧化锌晶须具有较好的抗菌作用，能够用于厨卫、公共场合以及 家用电器如齿轮、阀门、门把手、运动器材、汽车部件等抗菌要求较高的产品，具有良好的发 展前景。