[发明专利]一种抗水解耐高温聚酰胺复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种抗水解耐高温聚酰胺复合材料及其制备方法，该复合材料生产原料包括以下重量份的组分：干燥的耐高温聚酰胺40‑100份，增强纤维0‑60份，矿物填料0‑60份，抗氧剂0.1‑0.8份，成核剂0.01‑0.1份，润滑剂0.1‑0.8份，所述耐高温聚酰胺、增强纤维、矿物填料的总重量份数为100份。本发明还公开了上述材料的制备方法。本发明制备的抗水解耐高温聚酰胺复合材料所得产品通过加入抗氧剂、成核剂和润滑剂，同时使用耐高温聚酰胺材料，使其各种功能相辅相成，极大地改善了产品在用作汽车发动机周边、汽车水箱等部件使用时高温高湿度条件下的使用寿命。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种抗水解耐高温聚酰胺复合材料及其制备方法

背景技术

聚酰胺，英文名称Polyamide，简称PA，俗称尼龙，是大分子主链重复单元中含有酰胺基团(-CONH-)的高分子聚合物的总称，由于其高强度、无毒、质轻、耐磨、自润滑、耐腐蚀和机械性能好等优良的综合性能，广泛应用于机械、汽车、化工、仪表等工业领域中。自从1939年问世以来，就得到了越来越广泛的应用。PA6、PA66、PA11、PA12、PA610、PA612、MXD6等各种尼龙相继问世，现在每年的产量超过130×10⁴t，是五大工程塑料中产量最大、品种最多、用途最广的品种。但是近些年来，汽车行业对耐热性材料提出了新的要求，对应于在汽车产业CO₂排放量的削减、耗油量的改进等环境问题的解决方法就是提高发动机的燃烧温度，使燃油充分燃烧，这样势必会提高发动机室内温度，提高所用塑料材料的耐热要求。同时发动机附近的燃料系统、排气系统、冷却系统等的金属部件的塑料化，对材料的要求就更为严格，这时PA66、PA6等材料的耐热性不能满足要求，因此开发耐热性更高的材料就成为必然。

耐高温聚酰胺主要是指热变形温度在270℃以上的半芳香族聚酰胺。由于其优异的耐热性、耐久性、耐药品性和较高的热变形温度，是一款可以满足汽车、机械、电子/电气工业耐热要求的理想工程塑料。

无论是普通聚酰胺还是耐高温聚酰胺，通常均可由两类原料单体化合物合成，一类是二元酸和二元胺，另一类的是ω-氨基酸(或相应的环状内酰胺)，两者的聚合方法稍有不同，但均是形成含有酰胺基团重复结构单元的高分子聚合物。酰胺键的高极性赋予了聚酰胺非常突出的机械性能、耐油和耐溶剂等性能，同时也极易吸水、醇类溶剂等，这是聚酰胺最大的缺点。当聚酰胺用作汽车发动机水箱、进气歧管等部件时，长时间曝露在水、醇类溶剂或者蒸汽中，一段时间后会产生水解和氧化降解，使得产品的分子量减小、性能变差，难以满足实际使用的要求。耐高温聚酰胺，尤其是半芳香族耐高温聚酰胺，其酰胺键密度和吸水性通常小于常用的PA66、PA6等普通聚酰胺，但跟PET、PP等材料相比，吸水性仍是后者的几十甚至几百倍，长时间接触同样会产生水解和氧化降解导致材料老化，影响制件甚至整台设备的使用寿命。为了满足该类应用长期使用的要求，就需要对现有的聚酰胺材料进行抗水解处理，其中最常用就是在产品体系中加入碳化二亚胺类的物质，机理是碳化二亚胺类物质优先与水分子作用，而减少和延长对聚酰胺分子链中酰胺键的水解。但是碳化二亚胺随着时间的延长逐渐消耗，时间较长就不起作用了，如果要长效，添加量需要很高，成本也很高，而且会影响制品的机械性能。