[发明专利]低浮纤长玻纤增强聚酰胺复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低浮纤长玻纤增强聚酰胺复合材料及其制备方法，该复合材料在常用的第一聚酰胺树脂中添加了特定含量的且具有特定结构的第二聚酰胺树脂，该第二聚酰胺树脂中限定了合成用的特定单体1,4‑环己基二羧酸及其含量，尤其限定了1,4‑环己基二羧酸反式构象的含量，该第二聚酰胺树脂与第一聚酰胺树脂、多羟基成分和长玻纤共混，可以得到刚性和韧性等力学性能良好、浮纤等外观良好且耐候性能优异的长玻纤增强聚酰胺复合材料，且其制备方法简单易操作，便于推广应用。

技术领域

本发明涉及一种聚酰胺复合材料，尤其涉及一种低浮纤长玻纤增强聚酰胺复合材料及其制备方法，属于高分子材料改性及其制备技术领域。

背景技术

聚酰胺因具有优异的机械性能、耐热性、耐化学腐蚀性、自润滑性、良好加工性等优点而被广泛地应用于汽车、家电、电子电器、电动工具等领域中。尤其在汽车行业，使用塑料替代金属材料来减轻汽车重量并减少排放，是影响环境问题的重要举措，因此为实现汽车轻量化，聚酰胺材料被广泛应用于汽车内饰、外饰、结构功能件等，这样就提出了对聚酰胺材料更高的性能要求，包括耐热、耐疲劳、耐蠕变、优异产品外观等，特别是应用于发动机周边高温环境下的聚酰胺材料，对以上性能的需求显得更加迫切。

通常为了获取更加突出的机械性能、耐热性、抗疲劳性、抗蠕变等特性，会使用其他增强填料如玻璃纤维等对树脂基体进行增强填充，同时还可降低材料成本。其中使用长玻纤增强改性与使用短玻纤增强改性相比，长玻纤改性的材料具有更高的强度、模量、抗冲击强度、耐疲劳、耐蠕变等突出特点，但同时也带来了对零件表面外观、对加工设备损耗的不良影响。传统的聚酰胺材料如PA6、PA66属于半结晶性材料，其所具有的较高结晶度、较快结晶速率会影响树脂分子链段运动，不利于树脂对玻璃纤维表面的浸润，该问题对于长玻纤增强聚酰胺产品尤为严峻，而玻纤浸润不良会导致浮纤外观缺陷、机械性能衰减等负面影响。

此外为了获取更加突出的机械性能、耐热性、抗疲劳性、抗蠕变等性能，除了使用增强填料如长玻纤对树脂基体进行增强填充外，还可以将常规尼龙树脂与高温尼龙树脂进行共混改性。其中所使用的高温尼龙树脂，目前较为常见的是在常规脂肪二酸和脂肪二胺体系的聚合过程中加入对苯二甲酸来合成具有较高熔点的PA6T，这种高熔点的尼龙材料能够大幅度提高尼龙的机械性能，如耐热性、抗疲劳和抗蠕变性能，但由于PA6T具有高于常规加工温度的熔点(370℃)，其在加工过程中会伴随分解，因此会选择与其他单体(如PA6、PA66、PA6I用单体)进行共聚形成PA6T共聚物来降低材料的熔点(220-340℃)，以便改善材料的加工性能，但这类聚合物由于具有芳香结构使得材料的耐候性能并不理想；目前常见的高温尼龙树脂还有高温尼龙PA46，其由丁二胺与己二酸共聚得到，具有较高的熔点，但存在吸水率高和尺寸稳定性差的问题。

此外在使用高温尼龙与常规尼龙共混改性时，还需要解决提高常规尼龙与高温尼龙之间的相容性，改善高温尼龙与常规尼龙加工窗口之间的差异，高温尼龙的玻璃化转变温度及高结晶温度给产品外观带来的不良影响(如产品表面浮纤和光泽度差)，以及耐候性等老化性能恶化的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种低浮纤长玻纤增强聚酰胺复合材料及其制备方法，由该制备方法制备所得的聚酰胺复合材料具有良好的机械性能、优异的产品外观和较高的耐候特性。

本发明的技术方案是：

本申请公开了一种低浮纤长玻纤增强聚酰胺复合材料，该聚酰胺复合材料主要包括第一聚酰胺树脂、第二聚酰胺树脂和长玻纤。

所述第一聚酰胺树脂占第一、二聚酰胺树脂总重量的10-50wt.％，且该第一聚酰胺树脂的重复结构单元主要包括由二元羧酸单体与二元胺单体共聚形成的重复结构单元。