[发明专利]一种耐高温、高强度的浇铸尼龙6复合材料及其制备方法有效
申请号: | 201210477127.3 | 申请日: | 2012-11-22 |
公开(公告)号: | CN103012774B | 公开(公告)日: | 2017-04-26 |
发明(设计)人: | 杨桂生;李枭 | 申请(专利权)人: | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 |
主分类号: | C08G69/14 | 分类号: | C08G69/14;C08G69/18;C08K9/06;C08K7/26;C08K3/34 |
代理公司: | 合肥天明专利事务所(普通合伙)34115 | 代理人: | 汪贵艳 |
地址: | 230601 安徽省合*** | 国省代码: | 安徽;34 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 耐高温 强度 浇铸 尼龙 复合材料 及其 制备 方法 | ||
技术领域
本发明涉及浇铸尼龙改性技术领域,具体涉及一种耐高温、高强度的浇铸尼龙6复合材料及其制备方法。
背景技术
聚酰胺纤维俗称尼龙(Nylon),简称PA,密度1.15 g/cm3,是分子主链上含有重复酰胺基团 [NHCO]的热塑性树脂总称。聚酰胺6(聚己内酰胺)是最普通的聚酰胺纤维之一,又称尼龙6,其熔点较低,而且工艺温度范围很宽,抗冲击性和抗溶解性比尼龙66塑料要好。浇铸尼龙6是一种利用阴离子聚合方法制备的尼龙6,其广泛用于石油化工、国防工业、机械和纺织等工业领域,是一种重要的工程塑料。但其在耐热性和机械强度方面存在一定缺陷。为了提高浇铸尼龙6的机械特性,经常加入各种各样的改性剂对其进行改性。
硅藻土是一种硅质岩石,比表面积45~65m/g,通常呈浅黄色或浅灰色,多孔质轻,特殊多孔结构使其具有特殊的理化性质。天然硅藻土经酸处理后得到精制硅藻土,氧化物杂质含量降低,比表面积和孔容增大。利用硅藻土制备复合材料可以为其提供较高的耐热性、机械强度和一定的延展性,同时较通用的玻璃纤维相比成本大幅降低。
利用聚己内酰胺的原位聚合和硅藻土特殊的孔状结构,制备出一种耐高温、高强度浇铸尼龙6复合材料,较简单的物理共混相比,具有高耐热、高强度的特点。利用硅藻土改性后的复合材料可以用于日用、农用和建筑用塑料制品,此外还可用于门窗及各种管道制品领域。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐高温、高强度的浇铸尼龙6复合材料,大幅提高了浇铸尼龙6耐热性和机械强度。本发明的另一个目的是提供浇铸尼龙6复合材料的制备方法。
为了达到上述效果,本发明提供一种耐高温、高强度的浇铸尼龙6复合材料,所述复合材料由以下成料按重量份组成:
己内酰胺:100份;
硅藻土:2~10份;
催化剂:0.1~1份;
引发剂:0.1~1.2份。
所述的硅藻土细度为120~1200目,比表面积为45~65m2/g。
所述的催化剂选用氢氧化钠或甲醇钠。
所述的引发剂为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯。
一种制备上述的浇铸尼龙6复合材料的方法,包括以下步骤:
(1)称取100重量份的聚己内酰胺置于反应容器中,在氮气氛围保护下加热至熔融;
(2)对(1)熔融的聚己内酰胺在120~140℃进行真空脱水10~40min;
(3)取2~10重量份的硅藻土,置于硅烷偶联剂溶液中进行表面处理10~30min;
(4)在氮气氛围保护下向(2)脱水处理后聚己内酰胺中加入经(3)处理后的硅藻土,制备出硅藻土悬浊液;
(5)往硅藻土悬浊液中加入0.1~1重量份的催化剂,120~140℃下真空脱水20~30min;
(6)向(5)脱水后的溶液中加入0.1~1.2重量份引发剂进行混合,混合均匀后迅速注入预热到160℃的模具中,保温聚合25min后,在室温下冷却脱模,即制得耐高温、高强度浇铸尼龙6材料。
进一步,所述步骤(3)中硅烷偶联剂溶液为γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)与甲醇或乙醇配制的、质量比为10%~30%的溶液。
所述步骤(4)中硅藻土悬浊液是由经硅烷偶联剂溶液表面处理后的硅藻土在己内酰胺中超声分散制得。
本发明具有以下有益效果:
(1)本发明采用了具有特殊多孔状结构的硅藻土,并利用己内酰胺的阴离子原位聚合反应制备浇铸尼龙6的复合材料,己内酰胺的聚合过程中分子链穿插于硅藻土孔洞之中,在分子结构上起到增强作用,大幅提高了浇铸尼龙耐热性和机械强度。
(2)本发明复合材料的热变形温度、拉伸强度和缺口冲击强度最大可达到205℃、125MPa和13.2 kJ·m2,分别提高64%、67%和69%。
(3)本发明操作工艺简单,所制备复合材料性能优越,适于工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明内容进行进一步的说明,但所述实施例并非是对本发明实质精神的简单限定,任何基于本发明实质精神所作出的简单变化或等同替换均应属于本发明所要求保护的范围之内。
制备的样品在23℃、50%湿度下调节24小时后,分别采用ASTM D648、ASTM D638和ASTM D6110检测热变形温度、拉伸强度和缺口冲击强度。
本发明的具体实施例如下:
实施例1
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