[发明专利]一种陶瓷纤维增强的高强尼龙塑料及在电气领域的应用

说明书

本发明涉及尼龙技术领域，具体涉及一种陶瓷纤维增强的高强尼龙塑料及其在电气领域的应用，高强尼龙塑料包括如下重量份数的原料：PA6 30份、改性陶瓷纤维50‑70份、润滑剂1‑2份、阻燃剂4‑6份、抗氧化剂0.2‑0.4份。本发明通过溶剂再生法，使氮化硅纤维均分分散在PA66基体中，形成尼龙/陶瓷纤维复合粉末，之后通过与PA6的熔融共混，尼龙/陶瓷纤维复合粉末在PA6基体中成海岛结构，并且PA6与氮化硅纤维之间基本不发生相接触，因此分散性也较好，因而可以制得高填充量的尼龙材料，力学性能优越。

技术领域

本发明涉及尼龙技术领域，具体涉及一种陶瓷纤维增强的高强尼龙塑料及在电气领域的应用。

背景技术

尼龙由于具有拉伸强度高、冲击韧性好、耐磨、自润滑性和电气性能良好以及优良的加工性等诸多方面的优异性能，目前已广泛用于电子、电器、汽车、机械制造、化工、食品、日用品、医疗卫生等领域。但在某些特殊领域，尼龙的性能还不能完全满足实际应用上的要求。例如，尼龙在室温潮湿的环境下具有很强的吸水性，且其拉伸强度、硬度等都随着吸水量的增加而急剧降低，并带来材料后期的变形收缩，甚至玻璃化转变温度由原来的50℃降低为0℃(参见：《RadiationPhysicsandChemistry78(2009)199-205》)。

通过玻纤填充改性是最常见的尼龙共混改性方法之一，玻纤可以有效改善尼龙的力学性能和尺寸稳定性，但从耐热性能来说，陶瓷纤维是一种更好的改性材料。但无论对于玻璃纤维或是陶瓷纤维，其在尼龙的填充量一般不能超过30wt％，用量过大，无机纤维在尼龙基体难以均匀分散的问题会愈发严重，引发引力集中现象，从而导致力学性能的下降。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种陶瓷纤维增强的高强尼龙塑料及其制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种陶瓷纤维增强的高强尼龙塑料，包括如下重量份数的原料：

所述改性陶瓷纤维的制备方法包括如下步骤：

(1)将10重量份的PA66溶解于100重量份的甲酸中，形成尼龙溶液；

(2)往所述尼龙溶液中加入45-55重量份的氮化硅纤维，搅拌均匀，得到悬浮液；

(3)将所述悬浮液进行喷雾干燥，即得到所述改性陶瓷纤维。

本发明通过溶剂再生法，使氮化硅纤维均分分散在PA66基体中，形成尼龙/陶瓷纤维复合粉末，之后通过与PA6的熔融共混，尼龙/陶瓷纤维复合粉末在PA6基体中成海岛结构，并且PA6与氮化硅纤维之间基本不发生相接触，因此分散性也较好，因而可以制得高填充量的尼龙材料，力学性能优越。

其中，所述PA6在230℃/2.16kg条件下的熔融指数为17-20g/10min。

其中，所述PA66在275℃/5kg条件下的熔融指数为40-60g/10min。

本发明尼龙/陶瓷纤维复合粉末在PA6基体中成海岛结构的关键之一在于PA6和PA66的性能差异，PA6加工流动性更好，因此在共混改性时，PA6作为连续相可以较好的包覆分散相，而PA66作为分散相可以较好维持尼龙/陶瓷纤维复合粉末的分散结构，从而避免中PA66与氮化硅纤维重新打散出现相分离的现象。

其中，所述氮化硅纤维的直径为100-200nm，长度为2-3μm。

本发明采用的氮化硅纤维为纳米纤维，相对微米级的纤维具有更好的尺寸效应，对尼龙的改性作用更加显著。

其中，所述润滑剂为滑石粉、聚乙烯蜡和硬脂酸钙中的至少一种。

其中，所述阻燃剂为聚磷酸铵、三氧化二锑、氢氧化铝和氢氧化镁中的至少一种。