[发明专利]一种增强增韧耐超低温尼龙复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，具体公开了一种增强增韧耐超低温尼龙复合材料，包括：尼龙树脂55～75份、玻璃纤维15～30份、增韧剂5～12份、润滑剂0.5～2份；所述增韧剂为端氨基聚二甲基硅氧烷、端环氧基聚二甲基硅氧烷和有机硅弹性体增韧剂的混合物；所述玻璃纤维为经含氨基或含环氧基的硅烷偶联剂改性后的玻璃纤维。本发明还公开了上述增强增韧耐超低温尼龙复合材料的制备方法和在制备极寒气候地区高速铁路配件和超低温环境下的电子、通讯、航空航天领域中的应用。该增强增韧耐超低温尼龙复合材料的强度高、韧性好，特别是耐超低温性能优异，且制备方法简单、生产效率高、具有普适性，适合规模化大规模生产应用。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种增强增韧耐超低温尼龙复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

尼龙材料作为一种开发最早、应用最广泛的工程塑料，不仅具有机械强度高、耐热性好、耐磨性优异等优点，同时还具有优良的加工流动性能，经增强增韧改性后，在汽车、电器、铁路器材等领域具有广泛的应用。

近年来，我国高速铁路发展迅猛，为尼龙复合材料的应用提供的了新的契机。在高速铁路中，尼龙复合材料用于制备挡板座、钢轨绝缘轨距块和岔枕用塑料套管等，已成为轨道结构中第三大材料。高速铁路的发展为尼龙复合材料提供了应用空间，同时也对复合材料性能(特别是耐热、低温韧性等)提出了更高的要求。

高铁用尼龙复合材料一般采用尼龙66或以尼龙66为主的尼龙66/尼龙6共混物为基体树脂，同时采用玻璃纤维和增韧剂对其进行增强增韧。文献(尼龙66高铁专用材料研究，塑料工业，2012,40：)报道了以尼龙66为基体，马来酸酐接枝POE为增韧剂，玻纤为增强剂，通过双螺杆熔融挤出制备得到的具有强度高、韧性好、耐高温等优点的高铁用尼龙复合材料。通过目前公开的文献和专利，我们可以发现，目前高铁用尼龙复合材料中多采用马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、苯乙烯-丁二烯弹性体等为增韧剂，这些增韧剂能显著提高尼龙的韧性，具有良好的低温增韧效果。

但是，利用上述常用增韧剂增韧后的尼龙复合材料的应用温度范围在-40℃之内，一旦温度低于-40℃(超低温)，复合材料的韧性就会极剧下降。随着我国高速铁路网的不断拓宽，甚至出口国外，一些高速铁路将应用到存在极寒天气的地区，在这些地区，冬季户外温度常常低于-40℃，在这种超低温情况下，还需要尼龙复合材料仍保持较好的韧性。

对现有的增韧体系分析可以发现，目前增韧体系耐超低温性能差的主要原因是：1)烯烃类弹性体增韧剂本身玻璃化温度偏高，耐超低温性能差；2)增韧剂与基体树脂界面结合差，虽然弹性体经过马来酸酐接枝，提高了与尼龙的相容性，但是两者结合仍只是物理相容，超低温环境会使相容性下降，从而导致增韧性能下降。

根据尼龙复合材料在超低温下仍保持良好韧性的要求，以及针对目前增韧体系无法实现耐超低温的问题，本发明提供了一种增强增韧耐超低温尼龙复合材料，既具有高强度，又具有良好低温韧性，特别是在超低温(低于零下40℃)下仍能保持较高韧性，从而实现了尼龙复合材料在极寒地区高速铁路上的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种增强增韧耐超低温尼龙复合材料，其在超低温环境下，仍然可以保持高强度和高韧性，大大提高了尼龙复合材料的耐超低温性能。

本方法的目的还在于提供了上述增强增韧耐超低温尼龙复合材料的制备方法，该制备方法简单，具有普适性，且能够有效的降低成本、提高生产效率，对环境无任何危害。

本发明的目的还在于提供了上述增强增韧耐超低温尼龙复合材料的应用。

一种增强增韧耐超低温尼龙复合材料，按重量份计，包括以下组分：