[发明专利]一种晶须增强疏水性尼龙66复合材料及制备方法

说明书

本发明属于尼龙工程塑料领域，特别是涉及一种晶须增强疏水性尼龙66复合材料及制备方法。通过将具有疏水性的聚四氟乙烯牢固附着在硫酸钙晶须表面，以此作为填料分散于尼龙66，聚四氟乙烯的疏水性赋予尼龙66良好的疏水效果，同时，聚四氟乙烯牢固包覆在硫酸钙晶须表面，受硫酸钙晶须纤维特性的网络分散，不会出现聚四氟乙烯离析的问题，而且硫酸钙晶须能够有效增加尼龙66的强度。进一步，本发明在尼龙66体系中加入了疏水助剂，该类材料具有优异的拒水拒油特性，而且用于尼龙66后易于尼龙66形成氢键，从而提前占据的尼龙66中的羰基和胺基，阻止了水分子的进入。

技术领域

本发明属于尼龙工程塑料领域，特别是涉及一种晶须增强疏水性尼龙66复合材料及制备方法。

背景技术

尼龙66(PA66)是一种聚酰胺类高分子，在1938年由杜邦公司开发成功，由己二酸与己二胺缩聚而成高分子，PA66具有较高的结晶度，分子链间可形成氢键，分子作用力强，因此PA66有良好的拉伸强度、硬度和耐有机溶剂的特点，在工业中有着广泛的使用。尼龙66(PA66)目前已广泛用于汽车、电器、通用机械等产品的结构部件中，其具有很好的强度和抗冲击性能，在工程塑料中属于应用较大的一类。近年来，随着汽车工业、轨道交通的快速发展，轻量化要求越来越高，尼龙以其良好的轻量化和高强度有望取代部分金属。尼龙66材料分子链中重复出现的酰胺基团间可发生氢键结合，并规整排列形成结晶，从而具有良好的机械性能和耐油耐溶剂性、自润滑性。但由于其结构中含有酰胺基团(属于极性基团)，在高温、潮湿环境中，尼龙66会发生吸水和水解，从而影响其制品的尺寸稳定性和力学性能。

已有研究表明，尼龙含有胺基和羰基，易与水分子形成氢键，因此所得到的各种材料在使用时容易吸水，产生增塑效应，导致材料体积膨胀、强度下降，在应力作用下发生明显蠕变。特别是在高湿环境下能够吸收10％的水分，在常规环境也能够吸收质量分数2％到4％的水分，导致多种力学性能的变化。

为了拓宽尼龙66的应用范围和应用环境，需要对尼龙66进行降低吸水率处理。目前已有将各种短链疏水基团的材料引入以提升疏水性。特别是已有将聚四氟乙烯用于尼龙共混。如肖华明等研究了PTFE/尼龙6和PTFE/尼龙66共混物的吸水性及流变行为。其研究结果显示，加入3％、8％和15％的PTFE后，PTFE/尼龙6共混物的吸水率比纯尼龙6分别下降了16.5％、21.0％和24.4％，而PTFE/尼龙66共混物的吸水率则比纯尼龙66分别下降了23.6％、26.3％和29.9％。然而聚四氟乙烯与尼龙相容性较差，加入后容易析出，在持续的高湿环境中其材料的疏水性会持续降低。也有通过添加无机纳米粒子来提升尼龙的阻水效果。如当纳米蒙脱土能够降低尼龙的平衡吸水率。这是由于蒙脱土做为一种成核剂，可提高尼龙的结晶度，这样其中的无定形区就变小，从而降低了尼龙的吸水量。但效果有限。尼龙66制品的吸水率是其重要的物理参数，因此研究如何有效增加尼龙的疏水性和强度，是今后研究尼龙的重点。

硫酸钙晶须又叫石膏晶须，是硫酸钙的纤维状单晶体，又分为无水硫酸钙晶须，半水硫酸钙晶须和无水硫酸钙晶须，其中半水硫酸钙晶须和无水硫酸钙晶须，尤其是无水硫酸钙晶须具有较大的强度和较高的使用价值。无水硫酸钙晶须在建筑、医药、塑料、橡胶和环境保护领域都有重要的用途。特别是在复合材料增强方面已有成熟的应用。如何较佳的将硫酸钙晶须应用于增强尼龙并提升耐水性是一个改性尼龙疏水性的重要突破。

发明内容

针对目前尼龙66易吸水造成膨胀、形变等影响制品尺寸稳定性和强度的问题，本发明提出一种晶须增强疏水性尼龙66复合材料。特别的，获得一种有效阻止小分子水进入尼龙66无定形区的晶须，该晶须不但增强尼龙66，而且通过界面附着的聚四氟乙烯层有效阻止水进入尼龙66的无定形区域，表现出良好的增强和疏水综合性能。进一步提供一种晶须增强疏水性尼龙66复合材料的制备方法。

为实现上述技术目的，本发明通过如下具体的技术方案实现。

一种晶须增强疏水性尼龙66复合材料的制备方法，其技术特征是：具体制备方法如下：