一种陶瓷晶须增强耐高温尼龙复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于尼龙技术领域，尤其涉及一种陶瓷晶须增强耐高温尼龙复合材料及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 耐高温尼龙的发展使工农业和民用设施更加的微型化轻量化和动力强劲化成为 可能。耐高温尼龙可以为某些部件带来更高的耐高温性能，或是替代了金属原材料来生产 这些部件。新型设备的装置和组件也有用耐高温尼龙代替金属和热固性材料的趋势，这些 都将会加大对耐高温尼龙材料的需要量，从而带动市场需求。
[0003] 随着电子电气设备的高性能化、机械设备轻量化，对尼龙的强度、耐热性、耐寒性、 尺寸稳定性等方面有着更高的要求。因此，必须通过改性提高尼龙的某些性能来扩大其应 用范围。纤维作为耐高温尼龙改性的填料已成为耐高温尼龙改性的研究热点，商业上常用 的方法是利用玻璃纤维填充耐高温尼龙。因玻璃纤维的强度和模量均较低，且脆性很大，往 往需要很高的添加量才可取得较满意的增强效果。因此，急需一种具有更高强度和模量的 纤维状无机填料来取代玻璃纤维，以取得更好的增强效果、制得性能优异的耐高温尼龙基 复合材料。
[0004] 陶瓷晶须是一种具有很大长径比的单晶，因其极高的结晶完善程度和高度取 向，晶须的强度和理论强度十分接近。例如，氮化硅晶须的拉伸强度和杨氏模量分别高 达50-60GPa和550-750GPa，而普通的玻璃纤维的拉伸强度和模量则分别只有3GPa和 60-90GPa。此外，晶须还具有很好的韧性。将陶瓷晶须用于填充聚合物制备复合材料，不仅 可明显提高材料的强度和模量，还可明显改善复合材料的冲击韧性，提高耐磨性。
[0005] 中国专利CN201210075449. 5报道了用钛酸钾晶须增强尼龙610,得到力学性能较 高的复合材料；CN201110283650. 8报道了用钛酸钾增强铸型尼龙，也使得复合材料的机械 性能得到较大的改善，而受尼龙基体所决定，其在耐热方面较差。而用陶瓷晶须增强耐高温 尼龙复合材料不仅具有较高的力学性能、较低的吸水率、较好的尺寸稳定性，且拥有较高的 热变形温度和较好的耐热性。目前，尚未见到陶瓷晶须增强耐高温尼龙的公开报道。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷而提供一种熔融共混法制备的陶瓷晶 须增强耐高温尼龙复合材料，具有耐高温、机械性能好等特点。
[0007]本发明的另一个目的是提供一种上述陶瓷晶须增强耐高温尼龙复合材料的制备 方法；本发明所提供的制备方法简单，生产效率高，适合大规模推广应用，具有很好的社会 和经济效益。
[0008] 为实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：
[0009]本发明提供了一种陶瓷晶须增强耐高温尼龙复合材料，由包含以下重量份的组分 制成：
【主权项】
1. 一种陶瓷晶须增强耐高温尼龙复合材料，其特征在于：由包含以下重量份的组分制 成：
2. 根据权利要求1所述的陶瓷晶须增强耐高温尼龙复合材料，其特征在于：所述陶瓷 晶须是单晶陶瓷晶须。
3. 根据权利要求2所述的陶瓷晶须增强耐高温尼龙复合材料，其特征在于：所述单晶 陶瓷晶须选自氮化硅单晶晶须、钛酸钾单晶晶须、硫酸钙单晶晶须或硼酸镁单晶晶须的一 种或它们的混合物。
4. 根据权利要求1所述的陶瓷晶须增强耐高温尼龙复合材料，其特征在于：所述高温 尼龙选自熔点为 280 ~320°C的PA10T、PA6T、PA6T/PA66、PA9T、PA11T、PA12T、PA46、PA10T/ PA6T、PA6T/PA6I、PA6T/PA6I/PA66、PA6T/PA6 或PA6T/PA610 中的一种或一种以上，优选 PAlOT0
5. 根据权利要求1所述的陶瓷晶须增强耐高温尼龙复合材料，其特征在于：所述偶联 齐IJ为N-3-氨乙基1-氨丙基三甲氧基硅烷或Y-(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷。
6. 根据权利要求1所述的陶瓷晶须增强耐高温尼龙复合材料，其特征在于：所述抗氧 剂为亚磷酸脂类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂或硫代酯类抗氧剂，优选亚磷酸脂类抗氧剂。
7. 根据权利要求6所述的陶瓷晶须增强耐高温尼龙复合材料，其特征在于：所述亚磷 酸脂类抗氧剂为三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯或四（2,4-二叔丁基苯基-4,4-联苯 基）双磷酸酯； 或所述受阻酚类抗氧剂为N，N' -双-(3- (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酰基）己二 胺、3-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八烷醇酯或二缩三乙二醇双[P-(3-叔丁 基-4-羟基-5-甲基苯基）-丙酸酯； 或所述硫代酯类抗氧剂为3, 3-硫代二丙酸双十四烷酯、硫代二丙酸二硬脂醇酯或硫 代二丙酸双十二烷酯。
8. 根据权利要求1所述的陶瓷晶须增强耐高温尼龙复合材料，其特征在于：所述润滑 剂为季戊四醇硬脂酸酯、润滑剂GT-Il或润滑剂RH-313中的一种或一种以上，优选润滑剂 GT-Il； 或所述结晶成核剂为纳米蒙脱土、纳米二氧化钛或P22结晶成核剂，优选P22结晶成核 剂。
9. 一种权利要求1至8任一所述的陶瓷晶须增强耐高温尼龙复合材料的制备方法，其 特征在于：包括以下步骤： 称取干燥后高温尼龙100份，偶联剂〇. 2~1份，抗氧剂0. 3~0. 8份，润滑剂0. 5~ I. 5份和结晶成核剂0. 3~0. 8份，投入到低速混合机中干混，将混合好的原料投入到双螺 杆挤出机的主喂料口，并称取陶瓷晶须1~50份从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，经挤出 牵条、造粒得到陶瓷晶须增强耐高温尼龙复合材料。
10.根据权利要求9所述的陶瓷晶须增强耐高温尼龙复合材料的制备方法，其特征在 于：所述干燥后高温尼龙是置于干燥器中干燥，干燥温度为l〇〇°C，干燥时间为12h; 或所述干混的时间为IOmin; 或所述双螺杆挤出机的加工温度为270~330°C。
【专利摘要】本发明公开了一种陶瓷晶须增强耐高温尼龙复合材料，由包含以下重量份的组分制成：高温尼龙100份，陶瓷晶须1～50份，偶联剂0.2～1份，抗氧剂0.3～0.8份，润滑剂0.5～1.5份，结晶成核剂0.3～0.8份。制备方法如下：称取干燥后高温尼龙100份，偶联剂0.2～1份，抗氧剂0.3～0.8份，润滑剂0.5～1.5份和结晶成核剂0.3～0.8份，投入到低速混合机中干混，将混合好的原料投入到双螺杆挤出机的主喂料口，并称取陶瓷晶须1～50份从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，经挤出牵条、造粒得到陶瓷晶须增强耐高温尼龙复合材料。具有耐高温、机械性能好等特点。
【IPC分类】C08K7-04, C08K13-06, C08L77-02, C08K3-22, C08K9-06, B29C47-92, C08K3-34, C08L77-06
【公开号】CN104710780
【申请号】CN201310688981
【发明人】杨桂生, 田文伟
【申请人】上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2013年12月16日