[发明专利]一种耐低温柔性尼龙材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种耐低温柔性尼龙材料的制备方法，属于新材料技术领域。本发明中硅烷偶联剂作为一种高分子表面处理剂，制备出的耐低温柔性尼龙材料的长期耐候性、耐水性、耐化学腐蚀都得到改善；本发明采用聚氨酯作为弹性体来增韧耐低温柔性尼龙材料，材料在受到冲击时，增韧剂弹性体粒子既作为应力集中中心诱发大量银纹和剪切带，又可以控制银纹的发展并使银纹及时终止而不致发展成破坏性裂纹，发生在银纹前沿的应力场可以诱发剪切带的生成，而剪切带同时可减缓银纹的生长，在此变化过程中，银纹与剪切带的发展消耗了大量的能量，从而显著提高了复合材料的冲击强度。

技术领域

本发明涉及一种耐低温柔性尼龙材料的制备方法，属于新材料技术领域。

背景技术

目前，国际上用塑料替代天然材料的应用不断扩大，世界各地的科学家通过各种试验，积极寻找新的高性能热塑性塑料来替代金属与木材，而这也成为企业争取更多户和扩大市场份额的重要组成部分。

高温塑料的发展使工农业和民用设施更加的微型化轻量化和动力强劲化成为可能。耐高温塑料可以为某些部件带来更高的耐温性能，或是干脆替代了金属原材料来生产这些部件。新型设备的装置和组件同样也有用耐高温塑料代替金属和热固性材料的趋势。这些都将会加大对耐高温塑料材料的需求量，从而带动市场需求。

这些耐高温塑料材料可以耐180℃的持续高温，并且还能保持良好的尺寸稳定性。具有优异的长期和短期热性能，可以耐受无铅焊接过程中使用的红外(IR)回流炉所产生的高温，并在潮湿环境下提供相同的强度，卓越的耐化学性。

以尼龙6、尼龙66位代表的结晶性脂肪族尼龙树脂，由于韧性、耐化学药品性、电气特性等优异性能以及易于熔融成型加工的性质，被广泛应用于纤维、工程塑料等方面。然而进一步的研究发现，这些尼龙在低温及干态下表现为为脆性，使得这些尼龙在一些对韧性较高的领域，如管材方面的应用收到很大的限制。长碳链尼龙，如尼龙11、尼龙12，由于有较长的碳链，与传统尼龙相比，吸水率更低、柔韧性更好，经过增塑改性后，被广泛用于机动车流体输送管路上。但是，目前市场中所有种类的耐高温塑料材料都有一个共同的缺点：冲击较低，脆性明显，尤其是在零下低温环境时，更加偏脆。这个缺点较大限制了高温塑料替代金属和木材的应用范围。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有耐高温塑料材料冲击较低，脆性明显，尤其是在零下低温环境时，更加偏脆的问题，提供了一种耐低温柔性尼龙材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）按体积比1∶3将去离子水和无水乙醇混合均匀，即得混合溶液，将碳纤维加入到混合溶液中，进行超声分散并搅拌处理，即得分散液，将KH-560和分散液混合进行搅拌处理，即得反应液，调节反应液的pH，即得悬浮液A，抽滤得滤渣，将滤渣置于温度为60～80℃的烘箱中干燥至恒重，即得改性碳纤维；

（2）按质量比1∶1将石粉和铝粉混合均匀，即得混合粉体，按质量比1∶5∶1将钛酸酯偶联剂、丙酮和异丙醇混合均匀，即得改性液，将混合粉体加入到改性液中进行搅拌处理，即得悬浮液B，抽滤得沉淀，将沉淀置于温度为60～80℃的烘箱中干燥至恒重，研磨，即得改性混合粉体；

（3）取尼龙6、聚氨酯弹性体、改性碳纤维、改性混合粉体，将尼龙6、聚氨酯弹性体、改性碳纤维和改性混合粉体混合均匀，即得前驱体，将前驱体进行造粒处理，即得耐低温柔性尼龙材料。

步骤（1）所述的碳纤维和混合液的质量比为1∶10。

步骤（1）所述的将碳纤维加入到混合溶液中，进行超声分散并搅拌处理步骤为：将碳纤维加入到混合溶液中，在功率为200～300W，频率为50～70kHz下超声分散5～10min后，在搅拌速度为4000～5000r/min下高速搅拌20～30min。