[發(fā)明專利]一種長纖維增強尼龍復(fù)合材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010565608.0
• 申請日: 2010-11-30
• 公開（公告）號: CN102002229A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙安赤;王建虎;王建琴;張燎;毛光軍;傅李丹;倪曉玲;王涯;張超維
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江超維新材料有限公司
• 主分類號: C08L77/00
• 分類號: C08L77/00;C08L77/02;C08L77/06;C08L67/02;C08L67/04;C08K13/04;C08K7/06;C08J5/04;B29C47/92
• 代理公司: 溫州甌越專利代理有限公司 33211
• 代理人: 王阿寶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及長纖維增強尼龍復(fù)合材料，尤其涉及一種連續(xù)碳纖維和液晶高分子增強尼龍復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

聚酰胺(以下簡稱PA)，俗稱尼龍，是四大工程塑料之一，具有高強度、耐磨、耐油、耐弱酸堿、自潤滑、絕緣、抗震吸音、易成型加工等優(yōu)良的綜合性能，大多應(yīng)用在汽車行業(yè)、電子電器工業(yè)、機械設(shè)備、建筑業(yè)、包裝行業(yè)及其它消費用品等領(lǐng)域。但是PA吸濕性大，制品尺寸穩(wěn)定性低，強度和剛性也遠遠不如金屬。為克服這些缺點，人們采用纖維（如玻璃纖維(GF)、碳纖維(CF)）和礦物質(zhì)來增強PA，其中碳纖維的增強效果優(yōu)于玻璃纖維和礦物質(zhì)。液晶高分子在一定的條件下能在聚合物基體中形成微小纖維狀，具有增強聚合物的能力，但增強能力有限。可通過碳纖維等宏觀纖維和液晶高分子混雜增強聚合物，形成原位混雜復(fù)合材料，碳纖維增強起主要作用，液晶高分子微纖增強起次要作用，阻斷微裂紋的擴展，通過這種混雜效應(yīng)，復(fù)合材料的力學性能往往優(yōu)于碳纖維或液晶高分子單獨增強聚合物，液晶高分子還能改善聚合物/碳纖維復(fù)合材料的加工流變性能。

中國專利02143127.2公開了一種含有短纖維和液晶高分子的混雜增強尼龍6復(fù)合材料，克服了尼龍6/玻璃纖維復(fù)合材料熔體流動性差的缺點，使得該增強材料具有很好的流動性能，可用于制備大型薄壁制件及結(jié)構(gòu)精細制件。

中國專利200810104253.8公開了一種用尼龍/熱致性液晶聚酰胺/短纖維復(fù)合材料制備的汽車進氣歧管專用料。

但這兩個專利用的都是短纖維，短纖維增強聚合物的效果有限。而且目前混雜效應(yīng)研究中的纖維也只限于短纖維。

長纖維增強熱塑性塑料(LFRT)是近年來發(fā)展迅速的一類高性能熱塑性復(fù)合材料，由于在制備過程中纖維的損傷、斷裂程度被降到最低，LFRT具有比常規(guī)短纖維增強熱塑性塑料更優(yōu)異的力學性能和熱性能，而且長纖維相互纏繞，形成了一種纖維骨架，能限制各向異性收縮，顯著降低翹曲，提高制品尺寸穩(wěn)定性。

通過本發(fā)明可以確定長纖維和液晶高分子同樣具有混雜增強效應(yīng)，在使用過程中還能滿足高強度結(jié)構(gòu)部件的要求，特別是對力學性能和尺寸穩(wěn)定性要求較高的汽車工業(yè)和航空航天領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點和不足，而提供一種力學性能好，尺寸穩(wěn)定性高的長纖維和液晶高分子增強尼龍復(fù)合材料。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種長纖維和液晶高分子增強尼龍復(fù)合材料的制備方法。

為實現(xiàn)本發(fā)明的第一個目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種長纖碳纖維和液晶高分子增強尼龍復(fù)合材料，其組成（重量比）為：尼龍：69~79份，長纖維：16~26份，液晶高分子：5~10份，抗氧劑：1份，潤滑劑2份。

所述的尼龍為尼龍6或尼龍66。

所述的長纖維為連續(xù)碳纖維。

所述的液晶高分子為對羥基苯甲酸和對苯二甲酸乙二醇酯共聚酯液晶高分子。

所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯的混合物。

所述的潤滑劑為防纖維外露的光亮潤滑劑。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種長纖維和液晶高分子增強尼龍復(fù)合材料的制備方法。具體采用的技術(shù)方案如下：

一種長纖維和液晶高分子增強尼龍復(fù)合材料的制備方法：

（1）將經(jīng)真空干燥處理的尼龍、液晶高分子、抗氧劑和潤滑劑按照權(quán)利要求1所述的質(zhì)量份數(shù)比在高速混合機中混合均勻；

（2）按照權(quán)利要求1所述的質(zhì)量分數(shù)比稱取長纖維；

（3）將步驟（1）得到的混料經(jīng)喂料器加到雙螺桿擠出機中，同時將步驟（2）中的長纖維經(jīng)雙螺桿擠出機的側(cè)加料口加到雙螺桿擠出機中，控制加工溫度為200–270?℃；

（4）將步驟（3）得到的物質(zhì)經(jīng)牽引、冷卻、切粒和干燥處理得到長纖維增強尼龍復(fù)合材料。

本發(fā)明采用長纖維、液晶高分子對尼龍材料通過本發(fā)明的工藝進行增強復(fù)合，得到長纖維增強尼龍復(fù)合材料。采用液晶高分子能降低本發(fā)明產(chǎn)品的熔體粘度，部分分散高剪切對長纖維的損害，并結(jié)合雙螺桿擠出機進行制備、制品尺寸穩(wěn)定性好、制備工藝簡單、高效。

本發(fā)明采用長纖維和液晶高分子混雜增強尼龍復(fù)合材料，力學性能好，剛度大，制品尺寸穩(wěn)定性好，并且本發(fā)明的制備方法簡單。

具體實施方式

????下面通過實施例對本發(fā)明進行具體的描述，只用于對本發(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限定，該領(lǐng)域的技術(shù)工程師可根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容對本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整。

實施例1