一种纳米注塑聚酰胺复合材料及其制备方法与流程

本发明属于聚酰胺复合材料，涉及一种纳米注塑聚酰胺复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、纳米加工处理技术(nmt)是将金属或陶瓷通过塑料一体化连接的技术，通过将金属表面纳米化处理，让树脂直接在金属表面上注塑成型，从而得到金属树脂一体化成型产品，从而解决信号屏蔽、成型设计自由度、以及绝缘性保护等问题，在电子电气、汽车、家电以及一些结构性部件广泛应用。

2、中国发明专利cn111117232b公开了一种用于陶瓷纳米注塑的聚酰胺树脂组合物及其制备方法和应用。该发明采用低分子量聚酰胺作为原料，与结晶型半芳香族聚酰胺、抗氧剂、脱模剂、增韧剂以及玻纤混合制备的聚酰胺复合材料，在纳米注塑工艺下，与陶瓷具有很强的结合力，该发明使用低分子量聚酰胺在高温下很容易老化“黄变”，进而影响产品的外观，同时高温尼龙刚性较强，韧性不足，经过高低温循环测试后拉拔力下降的风险。

3、中国发明专利cn110951246b，将按重量百分比计，包括：高温尼龙：20～78％，聚酯pct：5～25％，玻璃纤维：10～50％，增韧剂：3～8％，相容剂：1～5％，润滑剂：1～2％，抗氧剂和紫外吸收剂的总量：1～2％，扩链剂：0.1～0.5％，所述聚酯pct为对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯与乙二醇共聚物。该发明的树脂耐高温性能、力学性能优异、介电常数和介电损耗低，且能很好地与金属基体进行注塑，但是对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯与乙二醇共聚物与高温尼龙存在着相容性差，存在加工工艺不易控制，进而性能不稳定的风险。

4、目前纳米注塑技术中，存在拉拔力不足，高低温循环之后拉拔力下降，产品变色等一些问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种纳米注塑聚酰胺复合材料及其制备方法。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种纳米注塑聚酰胺复合材料，包括如下重量份数的各组分：

4、

5、

6、聚酰胺a为pa66；

7、聚酰胺b为含有聚酰胺-聚醚嵌段共聚物；

8、极性改性剂为乙烯马来酸酐共聚物。

9、作为优选的技术方案：

10、如上所述的一种纳米注塑聚酰胺复合材料，聚酰胺a的熔点为245～270℃，特征粘度为1.8～3.0，端氨基含量为50～80mmol/kg。

11、如上所述的一种纳米注塑聚酰胺复合材料，聚酰胺b中聚酰胺-聚醚嵌段共聚物，聚酰胺b中聚酰胺硬段熔点低于聚酰胺a，其可以是pa6、pa610、pa612、pa1010、pa12等的任意一种，聚醚嵌段为聚乙二醇(peg)，其质量含量不低于35％。

12、如上所述的一种纳米注塑聚酰胺复合材料，乙烯马来酸酐共聚物的数均分子量为3000～8000。

13、如上所述的一种纳米注塑聚酰胺复合材料，乙烯马来酸酐共聚物中，马来酸酐接枝率为0.5～2％。

14、如上所述的一种纳米注塑聚酰胺复合材料，乙烯马来酸酐共聚物中，乙烯为ldpe，其熔滴点(droplet point)为100～110℃，粘度为400～1000cps@140℃。

15、如上所述的一种纳米注塑聚酰胺复合材料，玻璃纤维无碱玻璃纤维，纤维直径为7～17μm，优选7～11μm。

16、如上所述的一种纳米注塑聚酰胺复合材料，偶联剂为过氧硅烷偶联剂，优选乙烯基过氧硅烷，可以是乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷的一种。

17、如上所述的一种纳米注塑聚酰胺复合材料，酸碱中和剂为无机磷酸盐，优选为磷酸二氢钠。

18、本发明还提供如上所述的一种纳米注塑聚酰胺复合材料的制备方法，包括如下步骤：

19、(1)按照所述重量份数准备各原料；

20、(2)将除玻璃纤维以外的原料放入高混机中混合3～5min后出料，得到混合物，将混合物从主喂料口进入，将玻璃纤维从侧喂料口进入，控制双螺杆挤出机的加工温度为240～280℃，螺杆转速为180～600转/分，进行挤出造粒制得纳米注塑聚酰胺复合材料。

21、有益效果：

22、(1)经实验研究发现在pa66树脂中加入一定量的聚醚嵌段的尼龙共聚物，由于聚醚嵌段链的存在，分子链运动能力差，改变尼龙结晶行为，pa66结晶变慢不至于过早冷却，即使低模温下也可稳定注塑，聚醚嵌段的还有一个优势是提供聚醚反应官能团，可以和极性基团反应，提升材料的结合力，聚醚嵌段本身提供较高的韧性，满足高低温对冲击性能要求；

23、(2)本发明加入低分子量乙烯-马来酸酐接枝物作为极性改性剂，一方面迁移到基体表面，马来酸酐官能团与金属反应，提升结合力的同时，与尼龙分子链形成支化反应，形成大分子链网络结构，进一步降低分子的运动行为，通过玻纤含量控制可以使得材料的线性膨胀系数与金属铝相接近，即使经过高低温冷热循环后，二者依然有比较好的结合力；

24、(3)本发明用过氧硅烷偶联剂处理的玻璃纤维，在热的作用下，偶联剂分解生成自由基，可以提升玻璃纤维与树脂的结合力，可以与烯类聚合物发生交联，提高材料机械强度和金属的结合力。本发明还发现使用磷酸二氢钠作为酸碱中和剂，可以调节系统的ph值，使反应更加稳定，提升材料的整体加工稳定性，还一个有意作用在于其可以和树脂中极少量金属离子产生络合反应，避免在金属离子催化下的聚酰胺树脂高温黄变；

25、(4)本发明制备的纳米注塑复合材料特别适用于要求与金属铝有较好结合能力的结构部件中。

技术特征：

1.一种纳米注塑聚酰胺复合材料，其特征在于包括如下重量份数的各组分：

2.根据权利要求1所述的一种纳米注塑聚酰胺复合材料，其特征在于，聚酰胺a的熔点按dsc测试方法为245～270℃，特征粘度为1.8～3.0，端氨基含量为50～80mmol/kg。

3.根据权利要求1所述的一种纳米注塑聚酰胺复合材料，其特征在于，聚酰胺b中聚酰胺硬段熔点低于聚酰胺a，聚醚嵌段为聚乙二醇，其质量含量不低于35％。

4.根据权利要求1所述的一种纳米注塑聚酰胺复合材料，其特征在于，乙烯马来酸酐共聚物的数均分子量为3000～8000。

5.根据权利要求4所述的一种纳米注塑聚酰胺复合材料，其特征在于，乙烯马来酸酐共聚物中，马来酸酐接枝率为0.5～2％。

6.根据权利要求5所述的一种纳米注塑聚酰胺复合材料，其特征在于，乙烯马来酸酐共聚物中，乙烯为ldpe，其熔滴点为100～110℃，粘度为400～1000cps@140℃。

7.根据权利要求1所述的一种纳米注塑聚酰胺复合材料，其特征在于，玻璃纤维为无碱玻璃纤维，纤维直径为7～17μm。

8.根据权利要求7所述的一种纳米注塑聚酰胺复合材料，其特征在于，偶联剂为过氧硅烷偶联剂。

9.根据权利要求1所述的一种纳米注塑聚酰胺复合材料，其特征在于，酸碱中和剂为无机磷酸盐。

10.如权利要求1～9任一项所述的一种纳米注塑聚酰胺复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

技术总结
本发明涉及一种纳米注塑聚酰胺复合材料及其制备方法，所述纳米注塑聚酰胺复合材料包括如下重量份数的各组分：聚酰胺A 30～50份；聚酰胺B 10～30份；极性改性剂1～10份；玻璃纤维20～40份；偶联剂0.5‑1份；酸碱中和剂0.05～0.5份；聚酰胺A为PA66；聚酰胺B为聚酰胺—聚醚嵌段共聚物；极性改性剂为乙烯马来酸酐共聚物；制备方法为：(1)按照所述重量份数准备各原料；(2)将除玻璃纤维以外的原料放入高混机中混合3～5min后出料，得到混合物，将混合物从主喂料口进入，将玻璃纤维从侧喂料口进入，进行挤出造粒制得纳米注塑聚酰胺复合材料。本发明制备的纳米注塑聚酰胺复合材料，具有与金属高的结合力，特别适用于纳米注塑的结构部件中。

技术研发人员：孟成铭,张强,王尹杰
受保护的技术使用者：上海日之升科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12