[发明专利]一种聚酰胺复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种聚酰胺复合材料，按重量份计，包括以下组分：聚酰胺树脂100份；含有环氧基团的本征型修复剂0.3‑5份；铁或锂或铜金属盐0.05‑1.5份。本发明通过复配含有环氧基团的本征型修复剂与铁或锂或铜金属盐，上述金属盐的存在能够明显提升含有环氧基团的本征型修复剂在复合材料程遭受恶劣的工况发生结构损伤时起到修复作用，延长聚酰胺复合材料的使用寿命，减少资源浪费，提高系统的安全性和可靠性。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别是涉及一种聚酰胺复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

在20世纪80年代中期美国军方提出材料自愈合概念，在1994年美国伊利诺伊大学的Carolyn Dry提出在混凝土中加入缩醛高分子的玻璃纤维，用于修复混凝土裂痕。此后关于材料自修复或自愈合的研究进入快速发展阶段。根据修复剂来源或修复的方式可以划分为外援型和本征型修复，外援型修复是在材料发生破坏后引入外部的修复剂，包括微胶囊型、中空纤维型、微脉管型，通常涉及到修复剂的包覆或保护。本征型修复是利用材料自身的化学结构进行修复，包括共价键型及非共价键型的自修复，即破损得以修复的相互作用方式。

外援型修复通过材料内部预埋修复剂，在材料破损的同时刺激修复剂释放并修复结构，具有较高的修复效率。但正常状态下要求修复剂受保护，因此对修复剂的包覆处理，以及对破损位置的靶向处理需求较高的含量，使得外援型自修复的成本比较高昂，且效果明显受修复剂含量限制。

本征型修复无需采用复杂的包覆技术，利用自身潜在的修复能力，可进行多次修复，基于非共价键和可逆共价键的方式进行修复。但是，一方面，本征型刺激修复行为进行的条件要求可能更高，或者修复的效率并不理想。例如基于配位、氢键、Π键共轭的非共价键作用，修复的时间要求更长；通过可逆的共价键如双硫键、酰腙键、Diels-Alder反应需要或光照、或温度控制进行修复。另一方面，在熔融共混过程中本征型修复剂会与聚酰胺复合材料进行一些副反应，不仅可能会影响材料的设计性能，也可能会降低修复性。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种具有良好的自修复性能的聚酰胺复合材料，及其制备方法。

一种聚酰胺复合材料，按重量份计，包括以下组分：

聚酰胺树脂 100份；

含有环氧基团的本征型修复剂 0.3-5份；

铁或锂或铜金属盐 0.05-1.5份。

优选的，含有环氧基团的本征型修复剂1.5-3份，铁或锂或铜金属盐0.4-1.2份；更优选的，含有环氧基团的本征型修复剂2.1-2.4份，铁或锂或铜金属盐0.6-0.9份。

所述的含有环氧基团的本征型修复剂选自缩水甘油醚类、缩水甘油酯类、N,N,N',N'-四环氧丙基-4,4'-二氨基二苯甲烷、双[对-(N-甲基-N-2,3-环氧丙氨基)-苯基]甲烷中的至少一种；所述的缩水甘油醚类选自2,2-二（对-羟基苯基）丙烷二缩水甘油醚、1,1,2,2-四（对羟基苯基）乙烷四缩水甘油醚中的至少一种；所述的缩水甘油酯类选自甲基丙烯酸缩水甘油酯、丁酸缩水甘油酯、丁二酸缩水甘油酯、己酸缩水甘油酯、辛酸缩水甘油酯、癸酸缩水甘油酯、硬脂酸缩水甘油酯、棕榈油酸缩水甘油酯、环己基缩水甘油酯醚、甲苯磺酸缩水甘油酯、对甲苯磺酸缩水甘油酯、叔碳酸缩水甘油酯、环己烷-1,2-二羧酸二缩水甘油酯、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、己二酸二缩水甘油酯或异氰脲酸-三缩水甘油酯中的至少一种。

优选的，所述的含有环氧基团的本征型修复剂选自2,2-二（对-羟基苯基）丙烷二缩水甘油醚、1,1,2,2-四（对羟基苯基）乙烷四缩水甘油醚、棕榈油酸缩水甘油酯、环己基缩水甘油酯醚、己二酸二缩水甘油酯或环己烷-1,2-二羧酸二缩水甘油酯中的至少一种。