[发明专利]一种玻纤增强聚酰胺材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种玻纤增强聚酰胺材料及其制备方法和应用。所述玻纤增强聚酰胺材料按重量份计包括50‑95份聚酰胺、5‑50份改性玻璃纤维、1‑10份相容剂和0.1‑10份改性超支化聚醚胺。玻璃纤维经过改性后加入至聚酰胺基体中，既提高了玻璃纤维在聚酰胺基体的分散性，又增强了玻璃纤维同聚酰胺基体相互作用，避免了材料在产品成型时形成“玻纤外露”等外观缺陷，也提高了材料的冲击韧性和拉伸强度。同时，通过在聚酰胺基体中添加相容剂和改性超支化聚醚胺，所得材料具有较高的强韧性，提高了玻璃纤维同基体间的相互作用，降低了玻纤生产过程中因剪切导致的“断裂”现象。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种玻纤增强聚酰胺材料及其制备方法和应用，尤其涉及一种低粘度高强韧玻纤增强聚酰胺材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚酰胺(Polyamide，PA)，俗称尼龙，是一种分子内具有重复单元酰胺键(-CONH-)的线性高分子，可以由二元酸和二元胺缩聚而成，也可由氨基酸己内酰胺开环聚合而成。聚酰胺材料是性能优异的工程塑料，具有高强度、高韧性、耐磨和自润滑等一系列的优点，被广泛应用于机械、汽车、电器等行业。

聚酰胺材料具有良好的使用性能，但在干态和低温状态下存在冲击强度低，韧性不足以及容易吸水，尺寸稳定性差等问题，无法满足使用要求。其过低的冲击强度和过高的材料吸水率，都会严重影响塑料制品的尺寸稳定性。大大限制了其应用范围。

为了适应性能要求的不断提高，添加纤维和填料使树脂强度得到改善是最常用的方法。玻璃纤维，简称玻纤，是一种无机纤维材料，具有优越的比强度和良好的耐热性、耐腐蚀性和吸湿性，是一种优良的功能材料，是发展现代农业、国防及尖端科学的理想基础材料。玻纤在复合材料中作为增强基材，改善树脂基体的性能，树脂经玻纤改性增强后，强度、模量、抗冲击性能等均可大幅度提高。

但玻纤增强聚酰胺材料性能由玻纤、PA基体及两者界面结合好坏共同决定，在实际生产过程中往往由于玻纤和聚酰胺基体界面结合不好，玻纤在树脂中的保留长度过小，玻纤的添加导致材料的加工性能变差，导致材料的力学性能和表观质量变差，限制了其应用的范围。

CN101191012A公开了一种高光泽、高流动长玻璃纤维增强聚酰胺复合材料，其组成为：包括30-60(重量)与颗粒长度平行的方式排列的长玻璃纤维和70-40(重量)改性星型聚酰胺树脂；所述改性星型聚酰胺树脂是对己有的商品化的线性聚酰胺树脂通过双螺杆等熔融捏合设备进行反应挤出制备；此发明不需要预先单独生产或购买具有高流动性的改性星型聚酰胺树脂，简化了生产工艺；表观性能好，无玻璃纤维外露，无翘曲，耐热性能优良，易加工；此发明的制品具有良好的机械性能，如良好的拉伸、弯曲强度及抗冲性能；同时还具有良好的表面外观和良好的模塑性能。

CN104356642A公开一种负载成核剂的玻璃纤维增强聚酰胺复合材料的制备方法。该方法利用玻璃纤维和有机或无机成核剂正负电荷的静电吸附作用，在玻璃纤维表面吸附有机成核剂或无机成核剂，得到表面改性的玻璃纤维增强体；将聚酰胺树脂与改性的玻璃纤维增强体通过熔融共混的方法复合后，可以诱导聚合物在玻璃纤维表面结晶，既提高了聚合物的结晶性能又可以改善玻璃纤维和聚合物基体的界面结合。

CN106366656A公开了属于高分子材料技术领域的一种高强度高表观高玻纤增强尼龙材料及其制备方法。它包括如下重量份数的组分物质：尼龙25-60份，玻璃纤维40-65份，表面改性剂1-25份，添加剂1-10份。此发明提供的高强度高表观高玻纤增强尼龙材料，克服了传统玻纤增强尼龙材料表观差，强度低的特点，具有高强度，高表观质量，可应用于需求高表观、高强度玻纤增强的PA66材料，如需要以塑代钢、表观要求高的零件。

然而，以上复合材料中所用的玻璃纤维的质量较大，都未考虑材料的配比对最终制品质量的影响，所得材料的玻璃纤维和聚合物基体界面结合不稳定，导致其表观性能和力学性能都有待提高。

因此，在本领域期望得到一种具有低粘度、高强韧性的玻纤增强聚酰胺材料。

发明内容