一种刮痕自修复尼龙复合材料及其制备方法与流程

本发明涉及高分子材料技术领域，具体为一种刮痕自修复尼龙复合材料及其制备方法。

背景技术：

在实际应用中，尼龙复合材料也应用在外观件上，故尼龙复合材料的耐刮花性能在此时就显得十分重要。而一般的耐刮擦尼龙都是提高尼龙件的表面硬度来减少尼龙被刮花的概率，但是尼龙件的表面随着刮花次数的增多还是会让尼龙件的表面被刮花，而且尼龙件被刮花后不可修复。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种刮痕自修复尼龙复合材料，所述刮痕自修复尼龙材料制成外观件后具有耐刮花性能，同时在所述刮痕自修复尼龙材料制成的外观件被刮花后，所述刮痕自修复尼龙材料还可以对被刮花处有一定的自我修复功能。

为解决背景技术中提出的问题，本发明提供技术方案如下：一种刮痕自修复尼龙复合材料，其原料组成及重量份为：

所述聚酰胺6的相对粘度为2.38～2.85，为中低黏度聚酰胺6。

所述自修复微胶囊的囊芯是环氧树脂，囊壁是脲醛树脂。

所述增韧剂为马来酸酐的乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐的三元乙丙橡胶共聚物、马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、马来酸酐、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、线性低密度聚乙烯中的一种或几种的组合。

所述成核剂为超细滑石粉、纳米二氧化硅、纳米硫酸镁晶须、纳米氧化锌晶须以及有机成核剂中的一种或几种的组合。

所述无机填料为超细滑石粉、超细微硫酸钡、超细玻璃粉中的一种或几种的组合。

所述的抗氧剂为无机磷酸盐、季戊四醇酯、受阻酚类中的一种或几种的组合。

所述的其他助剂为润滑剂、硅烷偶联剂。

本发明还提供一种上述刮痕自修复尼龙复合材料的制备方法，其技术方案如下：

第一步：将聚酰胺6在110℃鼓风干燥机中干燥3-4小时；

第二步：将第一步中干燥好的聚酰胺6和自修复微胶囊、增韧剂、成核剂、无机填料、抗氧剂、其他助剂按配比组分有顺序的投入混合机中混合均匀；

第三步：将混合好的物料加入到双螺杆挤出机中熔融挤出；工艺产数如下：双螺杆挤出机的温度设置为：一区：130～180℃；二区220～230℃；三区：230～240℃；四区：230～240℃；五区：220～230℃；六区：220～230℃；七区：220～230℃；八区：230～240℃；九区：230～240℃；机头温度：235-240℃，螺杆转速为330-360r/min；

第四步：将挤出的复合物拉条浸入冷水中冷却，过风机、切粒机切粒，然后干燥，即得到一种刮痕自修复尼龙复合材料。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种刮痕自修复尼龙复合材料，使用自修复微胶囊可以使所述刮痕自修复尼龙复合材料制成的外观件在被刮花后具有自我修复的性能，包含在器件损伤处的自修复微胶囊内会释放出环氧树脂，接着环氧树脂发生化学反应快速联结成长链或者大分子，并与刮伤处的马来酸酐接枝乙烯-辛烯聚合物分子、马来酸酐分子以及聚酰胺分子交联，将器件表面受到损伤的地方一定程度的修复，同时，联结成的长链或大分子固化后将自修复胶囊释放环氧树脂的破裂处堵住不再释放环氧树脂，自修复胶囊内的剩余的环氧树脂不再继续反应，为下一次刮伤时的修复保留一定量的环氧树脂，以实现反复修复刮痕，提高刮痕自修复尼龙复合材料制成成品器件的使用期限；同时所述刮痕自修复尼龙材料通过使用增韧剂、成核剂以及无机填料等物质，改善了所述刮痕自修复尼龙材料的刚性和表面硬度，增强所述刮痕自修复尼龙材料的耐刮花性能。

本发明提供的一种刮痕自修复尼龙复合材料的制备方法，使用本方法制备的刮痕自修复尼龙复合材料具有自修复功能和较强的耐刮花性能。

【附图说明】

图1为本发明的制备方法流程框图。

【具体实施方式】

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

实施例1：一种刮痕自修复尼龙复合材料，其原料组成及重量份为：

本实施例所述的刮痕自修复尼龙复合材料的制备方法，见附图1，包括如下步骤：

第一步：将聚酰胺6在110℃鼓风干燥机中干燥3-4小时；

第二步：将第一步中干燥好的聚酰胺6和自修复微胶囊、增韧剂、成核剂、无机填料、抗氧剂、其他助剂按配比组分有顺序的投入混合机中混合均匀；

第三步：将混合好的物料加入到双螺杆挤出机中熔融挤出；工艺产数如下：双螺杆挤出机的温度设置为：一区：130～180℃；二区220～230℃；三区：230～240℃；四区：230～240℃；五区：220～230℃；六区：220～230℃；七区：220～230℃；八区：230～240℃；九区：230～240℃；机头温度：235-240℃，螺杆转速为330-360r/min；

第四步：将挤出的复合物拉条浸入冷水中冷却，过风机、切粒机切粒，然后干燥，即得到一种刮痕自修复尼龙复合材料。

实施例2：一种刮痕自修复尼龙复合材料，其原料组成及重量份为：

本实施例所述的刮痕自修复尼龙复合材料的制备方法，见附图1，包括如下步骤：

第一步：将聚酰胺6在110℃鼓风干燥机中干燥3-4小时；

第二步：将第一步中干燥好的聚酰胺6和自修复微胶囊、增韧剂、成核剂、无机填料、抗氧剂、其他助剂按配比组分有顺序的投入混合机中混合均匀；

第三步：将混合好的物料加入到双螺杆挤出机中熔融挤出；工艺产数如下：双螺杆挤出机的温度设置为：一区：130～180℃；二区220～230℃；三区：230～240℃；四区：230～240℃；五区：220～230℃；六区：220～230℃；七区：220～230℃；八区：230～240℃；九区：230～240℃；机头温度：235-240℃，螺杆转速为330-360r/min；

第四步：将挤出的复合物拉条浸入冷水中冷却，过风机、切粒机切粒，然后干燥，即得到一种刮痕自修复尼龙复合材料。

实施例3：一种刮痕自修复尼龙复合材料，其原料组成及重量份为：

本实施例所述的刮痕自修复尼龙复合材料的制备方法，见附图1，包括如下步骤：

第一步：将聚酰胺6在110℃鼓风干燥机中干燥3-4小时；

第二步：将第一步中干燥好的聚酰胺6和自修复微胶囊、增韧剂、成核剂、无机填料、抗氧剂、其他助剂按配比组分有顺序的投入混合机中混合均匀；

第三步：将混合好的物料加入到双螺杆挤出机中熔融挤出；工艺产数如下：双螺杆挤出机的温度设置为：一区：130～180℃；二区220～230℃；三区：230～240℃；四区：230～240℃；五区：220～230℃；六区：220～230℃；七区：220～230℃；八区：230～240℃；九区：230～240℃；机头温度：235-240℃，螺杆转速为330-360r/min；

第四步：将挤出的复合物拉条浸入冷水中冷却，过风机、切粒机切粒，然后干燥，即得到一种刮痕自修复尼龙复合材料。

对比例1：一种尼龙复合材料，其原料组成及重量份为：

对比例一所述的尼龙复合材料的制备方法，包括如下步骤：

第一步：将聚酰胺6在110℃鼓风干燥机中干燥3-4小时；

第二步：将第一步中干燥好的聚酰胺6和成核剂、无机填料、抗氧剂、其他助剂按配比组分有顺序的投入混合机中混合均匀；

第三步：将混合好的物料加入到双螺杆挤出机中熔融挤出；工艺产数如下：双螺杆挤出机的温度设置为：一区：130～180℃；二区220～230℃；三区：230～240℃；四区：230～240℃；五区：220～230℃；六区：220～230℃；七区：220～230℃；八区：230～240℃；九区：230～240℃；机头温度：235-240℃，螺杆转速为330-360r/min；

第四步：将挤出的复合物拉条浸入冷水中冷却，过风机、切粒机切粒，然后干燥，即得到一种尼龙复合材料。

表一：

实施例1至3与对比例1的原料组成重量份一览表

表二：

实施例1至3与对比例1性能一览表

实施例1至3为刮痕自修复材料，通过调整原料各成分，可以看出：增韧剂在允许范围内添加量越多，材料的拉伸性能久越好；无机填料在允许范围内添加越多，材料的刚性和表面硬度也就越大。自修复微胶囊添加量越多，对于材料的刮痕修复能力也就越好。

通过目视观察，在实施例1至3中使用的均为粒径1000μm、囊芯材料为环氧树脂、囊壁是脲醛树脂的自修复微胶囊，对于深度和宽度在0.5-1毫米范围内的刮痕可以达到90％的修复率；对于深度和宽度在1-1.5毫米范围内的刮痕可以达到70％-80％的修复率；对于深度和宽度在1.5-2毫米的刮痕可以达到30％-40％的修复率；当然，如果刮痕的深度和宽度相同，刮痕长度远大于自修复微胶囊的粒径，限于尼龙材料基体上自修复微胶囊内环氧树脂的含量相对较少，环氧树脂流到刮痕内将刮痕部分填平，因此，自修复微胶囊只能修复长度较短的刮痕；当然，可以根据实际需要来选择自修复微胶囊的粒径以及添加量。

本发明的刮痕自修复尼龙复合材料制成外观器件后，包含在器件损伤处的自修复微胶囊内会释放出环氧树脂，接着环氧树脂发生化学反应快速联结成长链或者大分子，并与刮伤处的马来酸酐接枝乙烯-辛烯聚合物分子、马来酸酐分子以及聚酰胺分子交联，将器件表面受到损伤的地方一定程度的修复，同时，联结成的长链或大分子固化后将自修复胶囊释放环氧树脂的破裂处堵住不再释放环氧树脂，自修复胶囊内的剩余的环氧树脂不再继续反应，为下一次刮伤时的修复保留一定量的环氧树脂，以实现反复修复刮痕，提高刮痕自修复尼龙复合材料制成成品器件的使用期限。另外通过添加成核剂、无机填料等物质使尼龙复合材料具有较高的表面硬度，可以增强所述刮痕自修复尼龙材料制成成品器件的耐刮花性能。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。