半芳香族聚酰胺组合物及其制备方法与应用与流程

本发明涉及高分子材料，特别是涉及一种半芳香族聚酰胺组合物及其制备方法与应用。

背景技术：

1、聚酰胺是分子主链上含有重复酰胺基团的热塑性树脂的总称，其具有优异的力学性能、摩擦磨损性能、自润滑性、吸震以及消音等性能，并且耐油、碱、弱酸和一般有机溶剂，然而缺点是吸水性大，从而影响尺寸稳定性和电性能。聚酰胺分为脂肪族聚酰胺、芳香族聚酰胺、半芳香族聚酰胺、聚亚酰胺与共聚酰胺，其中半芳香族聚酰胺是分子主链既含芳环又含脂肪链的一类聚酰胺的统称。

2、随着“以塑代钢”转型升级的稳步推进，对塑胶材料的机械性能的要求逐渐提高。虽然在产品设计过程中，可以通过结构设计或增加壁厚的方式来弥补塑胶材料机械强度的不足，但还是亟需一种兼顾材料刚性和表面外观的复合材料来进一步推进以塑代钢的应用。传统方法为了进一步提升半芳香族聚酰胺的强度，通常会在体系中加入高含量的玻璃纤维、碳纤维等增强材料，但是即便如此，复合材料的弹性模量也很难达到30gpa以上。同时，在高比例的玻璃纤维、碳纤维的填充下，材料的流动性会明显变差，导致容易出现“浮纤”等表面问题。综上，对半芳香族聚酰胺的传统改性难以兼顾材料的机械性能和表面外观。

技术实现思路

1、基于此，本发明提供了一种半芳香族聚酰胺组合物，本发明的半芳香族聚酰胺组合物同时具备高刚性与良好的外观效果。

2、本发明通过如下技术方案实现。

3、一种半芳香族聚酰胺组合物，以质量百分数计，包括如下组分：

4、

5、所述半芳香族聚酰胺为pa6t/6i与pamxd6的混合物或pa6t/6i；所述pa6t/6i中，6t与6i的摩尔比为(68～72):(28～32)；

6、所述pa6t/6i与pamxd6的混合物中，所述pa6t/6i与所述pamxd6的质量比为(70～92):(8～30)；

7、所述碳纤维的单丝直径为5μm～7μm，所述碳纤维的弹性模量e满足240gpa≤e≤380gpa。

8、在其中一个实施例中，所述pa6t/6i是通过将包括己二胺、对苯二甲酸、间苯二甲酸、催化剂与成核剂的原料在210℃～240℃条件下进行聚合反应制备得到。

9、在其中一个实施例中，所述染料为苯胺黑。

10、在其中一个实施例中，按照astm d 789-2006方法测得所述pa6t/6i的相对粘度为2.2～2.7。

11、在其中一个实施例中，按照astm d 789-2006方法测得所述pamxd6的相对粘度为2.4～2.9。

12、在其中一个实施例中，所述pa6t/6i与pamxd6的混合物中，所述pa6t/6i与所述pamxd6的质量比为(65～85.5):(14.5～35)。

13、在其中一个实施例中，所述脂肪族聚酰胺为pa66。

14、在其中一个实施例中，按照astm d 789-2006方法测得所述pa66的相对粘度为2.7～3.2。

15、本发明还提供一种如上所述的半芳香族聚酰胺组合物的制备方法，包括如下步骤：

16、混合各组分，熔融，造粒，挤出。

17、在其中一个实施例中，在双螺杆挤出机中进行，双螺杆挤出机的条件包括：螺杆长径比为48:1，螺筒温度为260℃～340℃，螺杆转速为200rpm～400rpm。

18、本发明还提供如上所述的半芳香族聚酰胺组合物在汽车、运动器材、医疗器械或航空领域中的应用。

19、与现有技术相比较，本发明的半芳香族聚酰胺组合物具有如下有益效果：

20、本发明的半芳香族聚酰胺组合物中以pa6t/6i或pa6t/6i与pamxd6的混合物作为基体，通过限定6t与6i单元的摩尔比例以提高组合物的刚性，再与具有特定纤维直径和弹性模量的碳纤维复配使用，使得碳纤维与半芳香族聚酰胺之间具有较好的界面结合效果，提升组合物刚性的同时也能进一步优化组合物的表面外观。此外，pamxd6和pa6t/6i在一定质量配比范围内不仅能进一步提升组合物的刚性，还由于mxd6与pa6t/6i之间的酰胺交换作用，可以在一定程度上减缓两种材料的结晶速度，最终获得了较好的外观效果，明显改善“浮纤”问题。

21、综上，本发明的半芳香族聚酰胺组合物同时具备大于32gpa的高刚性与良好的外观效果。

技术特征：

1.一种半芳香族聚酰胺组合物，其特征在于，以质量百分数计，包括如下组分：

2.根据权利要求1所述的半芳香族聚酰胺组合物，其特征在于，所述pa6t/6i是通过将包括己二胺、对苯二甲酸、间苯二甲酸、催化剂与成核剂的原料在210℃～240℃条件下进行聚合反应制备得到。

3.根据权利要求1所述的半芳香族聚酰胺组合物，其特征在于，所述染料为苯胺黑。

4.根据权利要求1所述的半芳香族聚酰胺组合物，其特征在于，按照astm d 789-2006方法测得所述pa6t/6i的相对粘度为2.2～2.7；和/或，

5.根据权利要求1所述的半芳香族聚酰胺组合物，其特征在于，所述pa6t/6i与pamxd6的混合物中，所述pa6t/6i与所述pamxd6的质量比为(65～85.5):(14.5～35)。

6.根据权利要求1所述的半芳香族聚酰胺组合物，其特征在于，所述脂肪族聚酰胺为pa66。

7.根据权利要求6所述的半芳香族聚酰胺组合物，其特征在于，按照astm d 789-2006方法测得所述pa66的相对粘度为2.7～3.2。

8.一种如权利要求1～7任一项所述的半芳香族聚酰胺组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的半芳香族聚酰胺组合物的制备方法，其特征在于，在双螺杆挤出机中进行，双螺杆挤出机的条件包括：螺杆长径比为48:1，螺筒温度为260℃～340℃，螺杆转速为200rpm～400rpm。

10.权利要求1～7任一项所述的半芳香族聚酰胺组合物在汽车、运动器材、医疗器械或航空领域中的应用。

技术总结
本发明提供了一种半芳香族聚酰胺组合物及其制备方法和应用。以质量百分数计，该半芳香族聚酰胺组合物包括如下组分：49％～61.7％的半芳香族聚酰胺、35％～45％的碳纤维、3％～5％的脂肪族聚酰胺以及0.3％～1％的染料；所述半芳香族聚酰胺为PA6T/6I与PAMXD6的混合物或PA6T/6I；所述PA6T/6I中，6T与6I的摩尔比为(68～72):(28～32)；所述PA6T/6I与PAMXD6的混合物中，所述PA6T/6I与所述PAMXD6的质量比为(70～92):(8～30)；所述碳纤维的单丝直径为5μm～7μm，所述碳纤维的弹性模量e满足240GPa≤e≤380GPa。

技术研发人员：杨硕,龙杰明,麦杰鸿,姜苏俊,曹民,徐显骏
受保护的技术使用者：珠海万通特种工程塑料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15