[发明专利]一种高耐热聚酰胺复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种高耐热聚酰胺复合材料及其制备方法和应用，本发明采用一定配比的聚酰胺树脂、二氧化硅气凝胶与玻璃纤维制得高耐热聚酰胺复合材料，由于聚酰胺、二氧化硅气凝胶和玻璃纤维之间形成了稳定的三维网络结构，可以有效地提升材料热稳定性，在很大程度上提升了聚酰胺增强材料的耐热性能和高温拉伸强度，且本发明的制备方法操作简便，所制得的高耐热聚酰胺复合材料可以广泛应用于家电、工业工程等领域。

技术领域

本发明涉及耐热聚酰胺材料技术领域，更具体地，涉及一种高耐热聚酰胺复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚酰胺做工程材料应用广泛，但是随着人们生产生活环境的提升，对于材料的耐热等级要求也逐渐提升，尤其是在家电行业，随着用电功率的提升，发热量逐渐提高，对材料的耐热要求就逐渐提高，现有技术一般在聚酰胺中添加玻璃纤维、抗氧化助剂及耐热稳定剂等来提升聚酰胺的耐热等级。

二氧化硅气凝胶一般是以水玻璃为原料，盐酸作为催化剂，结合超临界工艺制备得到的一种多孔结构的气凝胶。中国专利CN111730926A采用二氧化硅(二氧化钛、二氧化锆)气凝胶涂敷在隔热板上下表面，采用热压成型得到隔热板材，但是工艺复杂，隔热效果也较差。中国专利CN107099117A公开了一种纤维增强气凝胶-聚合物复合材料及其制备方法，以不饱和聚酯以及热塑性聚丙烯、聚酰胺为基体，以纤维增强的氧化硅气凝胶为强化材料，将基体材料浸渗到纤维增强气凝布(板)上，通过热压等方式制得聚合物与气凝胶三维网络交织的复合材料，以提高复合材料的力学性能，但是这种制备方法工艺复杂，采用热压方式为主，不适合制备结构复杂的产品，同时材料在耐热方面没有明显的改善。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有聚酰胺材料耐热性能较差的缺陷和不足，提供一种高耐热聚酰胺复合材料，以聚酰胺树脂为基体，通过添加一定配比的二氧化硅气凝胶和玻璃纤维制得聚酰胺复合材料，耐热性能良好，高温拉伸强度高。

本发明的又一目的是提供一种高耐热聚酰胺复合材料的制备方法。

本发明的另一目的是提供一种高耐热聚酰胺复合材料的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种高耐热聚酰胺复合材料，包括如下按照重量份计算的组分：

其中二氧化硅气凝胶的杨氏模量为2.2*10⁴N/M²-5.9*10⁴N/M²。

本发明采用聚酰胺树脂作为基体，针对聚酰胺树脂的特性，在配方中加入适量比例的分散剂、二氧化硅气凝胶和玻璃纤维，一方面，二氧化硅气凝胶表面含有-CH₃，遇到分散剂后在分散过程中会水解；另一方面，二氧化硅气凝胶表面还有羟基，二氧化硅气凝胶可以通过羟基与聚酰胺树脂相连接，羟基脱水后形成Si-O-Si的稳定结构，通过各组分的相互配合，得到具有三维稳定结构的高耐热聚酰胺复合材料。为了兼顾复合材料的机械性能，本发明选用了特定杨氏模量的二氧化硅气凝胶，该二氧化硅气凝胶密度小，孔隙率大，能向三维方向延伸，在复合材料受到外力时，会随着复合材料发生相应的形变而吸收能量，大的空隙率可以有效的隔绝热量的传输，同时加工过程中形成的三维稳定结构赋予了材料良好的热稳定性，因此很大程度上提升了复合材料的耐热性能。

优选地，包括如下按照重量份计算的组分：

优选地，所述二氧化硅气凝胶的杨氏模量为3*10⁴N/M²-5*10⁴N/M²。

二氧化硅气凝胶的杨氏模量采用单轴压缩实验进行测试，标准采用GB8813-88-2010，在万能试验机上进行，压缩速率为2mm/min，样品尺寸为