[发明专利]耐低温超韧性尼龙复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种耐低温超韧性尼龙复合材料，以重量份计，其特征在于，包括以下组分，聚酰胺树脂40～80份、聚苯并咪唑5～20份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1～10份、丙烯酸树脂5～15份、乙撑双硬脂酰胺5～20份、液态石蜡1～10份、超支化聚氨酯-聚丙烯酸酯复合物1～5份、填料1～10份、马来酸酐改性聚丙烯5～20份；

所述超支化聚氨酯-聚丙烯酸酯复合物的制备方法如下：

(1)聚合在500mL四口烧瓶中进行，水浴温度控制在78℃；在氮气保护下加入去离子水、乳化剂和质量分数5％的种子单体丙烯酸正丁酯，加入引发剂过硫酸钾，水溶液后开始制备种子乳液；然后再加入引发剂过硫酸钾，滴加MMA单体，滴加结束后继续搅拌1h，制得核壳聚合物乳液；以乙醇破乳后清洗干燥，得到用于制备超支化聚氨酯-聚丙烯酸酯复合物的聚丙烯酸酯；

(2)将步骤(1)得到核壳粒子溶于二氯甲烷中，溶解后加入核壳粒子质量百分数的5％的三氟乙酸，搅拌30min后，过滤、干燥后，得到处理后的用于制备超支化聚氨酯-聚丙烯酸酯复合物的聚丙烯酸酯；

(3)超支化聚氨酯制备方法如下：将二亚甲基苯二异氰酸酯和丙三醇分别溶于N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，分别得到质量浓度为10％的溶液；在80℃下，保护气氛下，边搅拌，将二亚甲基苯二异氰酸酯溶液加到丙三醇溶液中，其中二亚甲基苯二异氰酸酯的异氰酸基和丙三醇的羟基的摩尔比为1：2；二亚甲基苯二异氰酸酯加入完成后，反应体系保温反应20h；反应结束后，减压蒸馏出溶剂后，将所得物质经四氢呋喃溶解，在甲醇中沉降和过滤后，将其在120℃的真空干燥4h，得到纯化的含有羟基的超支化聚氨酯；

(4)将步骤(2)中的用于制备超支化聚氨酯-聚丙烯酸酯复合物的聚丙烯酸酯与步骤(3)中的含有羟基的超支化聚氨酯按照1︰5的重量比混合，于室温下反应2小时，再升温至70℃反应6小时，降温得到超支化聚氨酯-聚丙烯酸酯复合物。

2.如权利要求1所述的耐低温超韧性尼龙复合材料，以重量份计，其特征在于，包括以下组分，聚酰胺树脂60～80份、聚苯并咪唑10～15份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物4～7份、丙烯酸树脂8～12份、乙撑双硬脂酰胺13～18份、液态石蜡3～7份、超支化聚氨酯-聚丙烯酸酯复合物2～4份、填料4～7份、马来酸酐改性聚丙烯10～18份。

3.如权利要求2所述的耐低温超韧性尼龙复合材料，以重量份计，其特征在于，包括以下组分，聚酰胺树脂75份、聚苯并咪唑15份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5份、丙烯酸树脂10份、乙撑双硬脂酰胺15份、液态石蜡5份、超支化聚氨酯-聚丙烯酸酯复合物3份、填料6份、马来酸酐改性聚丙烯15份。

4.如权利要求1～3所述的耐低温超韧性尼龙复合材料，其特征在于，所述聚酰胺树脂选自：脂肪族聚酰胺树脂、芳香族聚酰胺树脂中的至少一种或几种的混合。

5.如权利要求4所述的耐低温超韧性尼龙复合材料，其特征在于，所述芳香族聚酰胺树脂的制备单体包括：芳香族二羧酸、芳香族二胺、磺化二胺，且芳香族二羧酸、芳香族二胺、磺化二胺之间的摩尔比为1：0.85：0.15。

6.如权利要求1所述的耐低温超韧性尼龙复合材料，其特征在于，所述聚苯并咪唑中包括氨基封端超支化聚苯并咪唑。

7.如权利要求1所述的耐低温超韧性尼龙复合材料，其特征在于，所述丙烯酸树脂为羟基丙烯酸树脂。

8.如权利要求1所述的耐低温超韧性尼龙复合材料，其特征在于，所述填料为二氧化硅纳米球。

9.如权利要求1～8任一项所述的耐低温超韧性尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

S1：按照重量份数称取各组分原料，将聚酰胺树脂、聚苯并咪唑、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯酸树脂、乙撑双硬脂酰胺、液态石蜡、超支化聚氨酯-聚丙烯酸酯复合物、马来酸酐改性聚丙烯，加入高速搅拌机中，于40～100℃下，搅拌60～120min；

S2：向步骤S1中，加入填料，继续搅拌30～90min，得到混合物料；

S3：将步骤S2中的混合物料加入双螺杆挤出机，控制螺杆转速为50～250r/min，温度为150～300℃，熔融挤出造粒得到耐低温超韧性尼龙复合材料。