[发明专利]高阻隔性尼龙复合材料及其制备方法

说明书

一种高阻隔性尼龙复合材料及其制备方法，属于尼龙阻隔材料制备技术领域。高阻隔性尼龙复合材料，其成分按质量百分比，PA11:40～98％，EVOH:0～60％，蒙脱土:0～40％。制备方法：以PA11、EVOH及蒙脱土为原料，通过不同投料方式，在合适温度下进行共混，挤出造粒，烘干后，通过平板硫化机对共混颗粒进行压制成型，进行性能表征。所述的高阻隔性尼龙复合材料的吸油率为0.073～0.79％，吸水率为1.006～1.235％，冲击强度19.2～33.6KJ/m²，拉伸强度27.1～53.3MPa。本发明的制备方法简便易行，无需昂贵的设备和苛刻的生产条件，生产成本较低。

技术领域：

本发明属于尼龙阻隔材料制备技术领域，具体涉及一种高阻隔性尼龙复合材料及其制备方法。

背景技术：

聚酰胺(PA)又称作为尼龙，尼龙作为一种最重要的工程塑料，是最常用的五种工程塑 料之一，产量居于世界第一位。众多的PA种类如PA11、PA12、PA6、PA66、PA46、PA610、PA1010等品种中，PA6和PA66占据市场的主导地位，其中PA66占总产量80％以上(郭云 霞.超韧尼龙11结构与性能的研究及其共混合金相容性介观模拟[D],中北大学,2010.)。尼龙具有高机械强度、优良韧性、较好的抗拉、抗压强度、耐疲劳、耐腐蚀、以及良好的电气性能。

尼龙11的英文名Polyamides11(简写为PA11)，化学名称为聚十一内酰胺，化学结构式是 H[NH(CH₂)₁₀CO]_nOH，是尼龙中非常重要的一类品种。有大量的酰胺集团存在于PA11分子链中，且大分子的末端为氨基或羧基，可以形成强极性的分子间氢键，迄今已发展有60余年的历史，但是应用领域与其他品种尼龙相比，还有待于更进一步的研发。PA11是一种白色的透明固体，耐疲劳性好，抗弯曲性能好，相对密度为1.04，是在尼龙中除了PA12之外密度最低的，因此其质量较轻。熔点是190℃。因为PA11拥有较长的亚甲基柔性链，因此酰胺基团的密度低，导致其吸水性低，其产品的尺寸稳定性好，可以在-40℃至120℃维持较好的柔性。当除去外力时，PA11可以恢复到原来的形状，满足各种粘度范围的注塑及挤出加工。PA11 还具有优良的耐化学性能，其表面光滑、使用周期长，且对弱酸及碱等都具有较好的抗腐蚀性。PA11树脂具有抵抗白蚁蛀蚀、抗霉菌侵蚀、对人体无害等许多优良特点。

尼龙11树脂在低温下的弯曲及抗震性能良好，耐汽油、柴油、氟利昂等。用它制作的管路内壁光滑，阻力小，韧性高，可以任意弯曲，质量轻，不易发生堵塞现象，且易于安装。主要用作各类汽车油管、直升机油箱和城市煤气管道等。而其主原料又是一种可再生资源(蓖麻油)，因此我国当下正大力发展尼龙11材料，每年进口尼龙11的需求量在6000吨以上，用于生产各种运输管道及煤气管道。但由于越来越多的特殊管道需要在恶劣环境下应用，同时对其耐阻隔以及耐高温性能需求日益增加，尤其是对盛装各种化工溶剂的容器的阻隔性及耐高温性要求更是如此。单一的尼龙11材料已经不能满足实际应用的需要，因此研发高阻隔、高耐热、低成本的尼龙11阻隔材料成为了近年的研究与产业化热点。

乙烯—乙烯醇共聚物(ethylene-vinyl alcohol copolymer,EVOH)是一种兼有乙烯聚合物且易加工的聚乙烯醇阻隔性的新型阻隔材料，具有优异的气体阻隔性能。可以有效阻隔二氧化碳、氧气和其他气体的渗透。EVOH中非极性乙烯链段有助于提高对水等极性溶剂的阻隔性，而乙烯醇链段的存在，使得它对烃类等非极性溶剂具有良好阻隔性。除阻隔性能外，EVOH 同样具有良好耐油性和机械性能等优点，分散相EVOH与连续相尼龙具有一定的相容性。因此，以EVOH对PA进行共混改性，可望制备一种同时兼具优异韧性和阻隔性能的新型材料。

蒙脱土是一种由纳米厚度的硅酸盐片层构成的粘土，具有优良的力学性能及稳定的热性能。且蒙脱土在我国具有丰富的资源，价格低廉。向复合材料中引入蒙脱土可望进一步提升材料的热稳定性、强度和模量等性能，同时能够起到降低生产成本的作用。

发明内容：