[发明专利]一种浇铸尼龙6耐热复合材料及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及浇铸尼龙改性技术领域，具体涉及一种浇铸尼龙6耐热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简称MCPA6，是一种广泛应用于石油化工、机械和纺织等工业领域的工程塑料。随着其应用范围的扩大和对材料各项指标的提高，MCPA6在力学强度和耐热性等方面需要得到进一步改善，目前通常采用加入硬脂酸盐的方法提高MCPA6的耐热性，但是改善程度有限。此外通过水滑石改性工程塑料已经应用到一些领域，比如通过简单共混针对尼龙和聚丙烯树脂等进行改性，但是此类方式存在性能改善幅度较小等不足。

水滑石是一种无毒无害，具有层状多孔结构的白色粉末，粒径10nm~150nm，比表面积为5m²/g~25 m²/g。其多孔结构可以参与己内酰胺的阴离子聚合，镶嵌于大分子链中，因而可以提高己内酰胺聚合生成材料的力学强度。此外水滑石具有优良的热稳定性，在与钙类和锌类热稳定剂复配时有加成作用，可以用来提高工程塑料的热稳定性。本发明利用水滑石这一特性制备成浇铸尼龙6耐热复合材料，其具有高强度和耐热性等特点，可应用于电子电器和包装行业等领域。

 

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术中的缺陷而提供一种浇铸尼龙6耐热复合材料及其制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种浇铸尼龙6耐热复合材料，由包括以下重量份的组分制成：

己内酰胺       100份，

水滑石         2~15份，

催化剂         0.2~1.5份，

引发剂         0.2~2份，

热稳定剂       0~5份。

所述的水滑石为层状、多孔结构的白色粉末，粒径10nm~150nm，比表面积为5m²/g~25 m²/g。

所述的催化剂为氢氧化钠或甲醇钠。

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。

所述的热稳定剂为硬脂酸锌或硬脂酸钙。

一种浇铸尼龙6耐热复合材料及其制备方法，包括以下步骤： 

（1）称取100重量份的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）中的熔融的己内酰胺进行真空脱水；

（3）取2~15重量份的水滑石，置于硅烷偶联剂溶液中进行表面处理15~35min，然后于70～80℃烘箱中烘干1～3h；

（4）氮气氛围保护下，在经（2）处理后的己内酰胺中加入经（3）表面处理后的水滑石和0~5份的热稳定剂，超声分散制备得水滑石悬浊液； 

（5）在水滑石悬浊液中加入0.2~1.5重量份的催化剂，真空脱水；

（6）在上述制备的溶液中加入0.2~2重量份的引发剂，混合均匀后迅速注入预热到130~170℃的模具中，保温聚合15~30min后室温下冷却脱模，即制得浇铸尼龙6耐热复合材料。

所述的步骤（3）中的硅烷偶联剂溶液为硅烷偶联剂与溶剂形成的质量百分比为15%~35%的溶液，其中硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH560），溶剂为甲醇或乙醇。

所述的步骤（2）中的真空脱水是在130~155℃进行真空脱水15~35min。

所述的步骤（4）中超声分散的频率为50~80KHz、时间为10~30min。

所述的步骤（5）中真空脱水是在130~160℃下真空脱水20~40min。

本发明利用水滑石的插层结构使其在分子级别参与到浇铸尼龙6的制备，即将水滑石引入己内酰胺的原位聚合过程中，制备了具有优良力学强度和耐热性的浇铸尼龙6纳米复合材料，使改性后的浇铸尼龙6的拉伸强度和耐热性得到大幅提升。并较传统的单纯添加热稳定剂的改性方式相比，在提高耐热性的同时提高了力学强度。

所以，本发明具有以下有益效果：