[发明专利]一种尼龙复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及尼龙复合材料，特别是涉及一种含热致液晶聚合物和针状矿物填料的尼龙复合材料及其制备方法。

背景技术

热致液晶聚合物是由于加热破坏了高分子链段结晶结构并使非晶结构进入熔融状态呈某种有序排列而出现液晶态。它是一种新型的高性能高分子材料，其特点是模量高、强度高，在液晶态下呈现出特有的易流动性，优良的热稳定性、耐化学药品性和耐候性，出色的耐溶剂性，较低的线膨胀系数和密度等优良的综合性能。利用热致液晶聚合物的特点，将其与热塑性工程塑料共混改性，可改善热塑性工程塑料的性能。在热致液晶聚合物一热塑性工程塑料共混改性体系中，热致液晶聚合物有三种明显作用：①增强剂的作用，形成的微纤化表面和长径比比普通增强纤维的高，因而增强效果十分显著；②加工流动改性剂的作用，可以降低共混物熔体的粘度，改进难加工的热塑性塑料的流动性和成型加工性能；③节约成型加工能耗。

在尼龙66的改性中，使用热致液晶聚合物可以明显提高综合力学性能，但是目前其增强效果都离理论计算相差很远，分析原因在于热致液晶聚合物在基体树脂中，没有完全呈纤维状排列。为此研制一种复合材料，使得热致液晶聚合物可以在尼龙树脂中较好的成纤，从而获得好的增强效果，并减少热致液晶的用量，降低成本。使得热致液晶聚合物增强的尼龙产品可以被市场所接受，尽快投入实际应用，是很有意义的。

针状矿物填料是一类具有高的长径比的天然矿物或者人造矿物纤维，长径比在20∶1以上，做为填料来改性热塑性工程塑料已有报道，其主要有以下优势：①增强作用，可以大幅度增强基体树脂的力学性能。②热稳定性好，热变形低，制品尺寸稳定性好，这些都要好于同样经常在尼龙中使用的玻璃纤维填料。③制品表面光泽度要高于玻纤填充，且加工中对加工机械的磨损较小。④可以减轻制品的翘曲性，提高制品耐热性能，减少尼龙制品吸湿性等。将其与热致液晶聚合物联用来提高热致液晶聚合物在尼龙树脂中的成纤状况未有报道。这种针状矿物填料可以与热致液晶聚合物相互作用，产生协同效应，提高热致液晶聚合物的成纤效果，并可大幅提高复合材料的综合性能。

中国专利03126409.3公开了一种含颗粒填料和热致液晶聚合物的复合材料，其制备方法是将空心玻璃微球等颗粒填料和主链全芳液晶聚合物共混改性、在260～280℃下挤出造粒；从而获得具有良好尺寸稳定性的复合材料，该复合材料可用于制作结构精细的塑料制件。

中国专利CN1168395A公开了将液晶聚合物和氧化聚亚芳基硫化物混合改性，以制备具有优良耐研磨性能的材料，该材料可用于制造齿轮、齿条、轴承等部件。

中国专利CN1454934公开了聚酰胺66经蒙脱土和硅灰石协同填充的复合材料及其制备方法。这种复合材料模量高，耐温性能好，同时又降低了成本。但是加工难度较大，对加工机器的磨损较严重。

但是以上三个专利都不是用于制备含热致液晶聚合物和针状矿物纤维的尼龙复合材料。如果直接借鉴上述专利制备本发明的尼龙复合材料，各个组分直接的相容性问题无法解决，将会导致相分离，复合材料性能明显下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用热致液晶聚合物的优良性质，针状矿物填料良好的增强性能以及低廉的价格来制备有实际应用价值的尼龙复合材料。

本发明的目的可通过如下技术方案来实现。

本发明的含热致液晶聚合物和针状矿物纤维的尼龙复合材料是由尼龙66切片，热致液晶聚合物，针状矿物纤维，偶联剂，抗氧剂组成。重量比为60～70∶10～15∶15～25∶4.5∶0.5

所述尼龙66切片为工程塑料级尼龙66切片。

所述热致液晶聚合物是美国Goodfellow公司生产的Vectra A型热致液晶聚合物或美国Dupont公司生产的Zenite型热致液晶聚合物。

所述的针状矿物纤维是碳纤维、埃洛石纳米管、针状硅灰石、Kevlar纤维或者晶须。

所述的偶联剂是美国联碳公司生产的A-1100型偶联剂、美国Dupont公司的Fusabond型偶联剂、美国Aldrich公司的EPON型偶联剂，或者是上海事必达公司的马来酸酐，苯乙烯共聚型偶联剂。

所述的抗氧剂是美国大湖公司生产的Lunchemao-R型受阻酚抗氧剂。

本发明的含热致液晶聚合物和针状矿物纤维的尼龙复合材料的制备方法主要有以下几个步骤：

(1)将重量份比为60～70∶10～15∶20～30∶4.5∶0.5的尼龙66切片，热致液晶聚合物，针状矿物纤维，偶联剂，抗氧剂在搅拌条件下混合均匀；