[发明专利]一种尼龙复合材料及其制备方法

说明书

该发明公开了一种尼龙复合材料及其制备方法，尼龙与MIL‑101(Cr)的MOF材料、二氧化硅的化学连接作用使得尼龙复合材料结构可靠，利用改性剂3‑(2‑氨乙基)‑氨丙基三甲氧基硅烷可以实现尼龙、MOF和二氧化硅三者的桥连进而使得三者的结合更稳定；本发明采用气凝胶的制备工艺，利用气凝胶存在的较多空隙和孔道可以让尼龙、MOF、二氧化硅能实现充分的混合分散，在保留尼龙本身性能的同时又赋予了尼龙复合材料更稳定的结构，既能加尼龙材料的力学性能，增加了尼龙材料的韧性和拉伸强度，进而实现了尼龙材料的结构稳定性。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种尼龙复合材料及其制备方法。

背景技术

尼龙(PA)，学名为聚酰，PA66(聚酰胺66)凭借着优异的物理性能、化学性能和加工成型性能等，在电子电气、交通运输、航空航天等行业得到了比较广泛的应用。但是尼龙材料存在低温韧性差、不耐酸碱腐蚀、吸水率较大、耐氧化性能差等的不足，这些不足严重限制了尼龙材料的使用。

现有技术中，有现有技术中普遍使用多种添加剂增加尼龙的相关性能，如CN114133734A公开了一种低填充高效协同阻燃尼龙66及其制备方法，其通过尼龙、复合阻燃剂、分散剂、抗氧剂、无机纳米填料的组合获得具有一定拉伸强度和冲击强度的阻燃尼龙，这些材料虽然能够增加尼龙的相关性能，但这只能部分改善尼龙的性能，当需要足够强度或韧性的尼龙材料时，这些材料与尼龙较弱的连接作用限制了尼龙材料的相关性能；同时，还有对尼龙进行改性提高性能的其他方法，CN 114806161A公开了一种可吹塑专用超韧尼龙，其虽然利用了负载二氧化硅的Zn-BTC-MOF作为尼龙材料的韧性和强度，但负载二氧化硅的MOF与尼龙的连接位点少，不能充分发挥MOF的羧酸基团的位点和二氧化硅的增韧效果，特别是负载二氧化硅的MOF材料不能与尼龙有较强的连接作用。

针对上述问题，特提出本发明。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供了一种尼龙复合材料的制备方法，其步骤为：

步骤1：将PA66加入到甲酸，超声混合得到混合溶液1；

步骤2：向混合溶液中加入研磨粉碎的MIL-101(Cr),超声混合得到混合溶液2；

步骤3：正硅酸乙酯溶于乙醇和水的混合溶液中，加热搅拌得到混合溶液3；

步骤4：将混合溶液2加入到混合溶液3中，混合均匀，搅拌0.5-1h后加入改性剂3-(2-氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷，得到混合溶液4；

步骤5：将步骤3的混合溶液4低温冷冻2-3h，然后经过16-32h的冷冻干燥制备得到尼龙气凝胶材料；

步骤6：将步骤4中的尼龙气凝胶材料进行高温煅烧得到尼龙复合材料。

进一步地，所述步骤1中PA66颗粒在甲酸溶液的浓度为0.4-0.6g/ml；

进一步地，所述步骤2中，MIL-101(Cr)、PA66的质量比为：0.1～0.2：1～2；

进一步地，所述步骤1中，超声的温度为60～65℃，超声时间为1～3h；

所述步骤2中，超声的温度为60～65℃，超声时间为0.5～1h；

进一步地，所述步骤3中，正硅酸乙酯、乙醇、水的体积比为:0.2～0.4：1～1.8：1～1.8；乙醇和水的体积比为1:1；正硅酸乙酯与PA66的质量比为0.1～0.2:1；所述步骤3中，加热温度为70～75℃；

进一步地，所述步骤4的改性剂为3-(2-氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷；

所述改性剂与PA66的质量比为1:0.05-0.1所述混合的温度为65～70℃；