[發明專利]一種尼龍基納米復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201210089525.8
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN102618024A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 徐東;徐永;任昌義
• 申請（專利權）人: 深圳市科聚新材料有限公司
• 主分類號: C08L77/00
• 分類號: C08L77/00;C08L77/02;C08L77/06;C08L67/02;C08L71/12;C08L23/08;C08L51/06;C08K13/02;C08K3/34;B29C47/92
• 代理公司: 深圳市興科達知識產權代理有限公司 44260
• 代理人: 杜啟剛

[技術領域]

本發明涉及高分子材料領域，尤其涉及一種尼龍基納米復合材料及其制備方法。

[背景技術]

阻隔材料足一種新型的功能性材料，它對小分子氣體、液體、水蒸汽、香味及藥味有屏蔽能力，有時也可阻隔光線(紫外線)。阻隔材料在汽車、食品、醫藥、精密儀器及精細化學等領域都有著廣泛的應用。小分子氣體或液體對聚合物的滲透過程分為4個階段：(1)小分子吸附于聚合物表面；(2)小分子溶解于聚合物中；(3)小分子以一定的濃度梯度通過聚合物；(4)小分子在聚合物的另一表面解吸。凡可以延緩其中任何一個過程發生的因素都有利于提高聚合物的阻隔性。

阻隔材料主要應用在食品飲料保鮮包裝、輸送管道、油箱、油瓶、儲液罐等要求氣體或液體小分子滲透率低的應用場合。隨著汽車行業的發展，阻隔材料在汽車油箱、輸油管道上的應用成為了阻隔材料的重要應用方式之一。

世界上第一只汽車塑料燃油箱由德國的Volkswagen汽車公司、BASF公司和Kautex公司于20世紀60年代聯合開發成功并運用于Porsche跑車上。目前美國已有95％的汽車采用塑料燃油箱，歐洲也有91％的車型使用塑料燃油箱，即使是鐵制油箱的大國日本也認識到鐵油箱具有的隱患，也開始批量開發塑料油箱。目前中國的轎車大部分已使用塑料燃油箱，而且東北和江蘇各有一家企業在生產塑料燃油箱。目前，塑料燃油箱所用的材料主要是高密度聚乙烯(HDPE)，但是因為汽油結構與HDPE類似、具有相容性，汽油等非極性溶劑會通過油箱內壁滲透擴散到外界氣化損失掉。單層HDPE燃油箱的排放量約16g/m²·24h，遠遠不能符合排放標準。目前，美國EPA及我國對汽車整車燃油排放量標準均為小于2g/car·24h；美國EPA對各種小型通用動力設備的燃油箱燃油排放標準為1.5g/m²·24h。因此，塑料燃油箱的技術焦點實際上是燃油箱防滲透技術。為了提高HDPE的燃油阻隔效率通常有兩種類型的處理方法：燃油箱內壁表面處理及包含高阻隔性高分子材料的多層共擠。

對塑料燃油箱內壁進行表面處理方法有三種：第一種是環氧噴涂法，此種方法較為落后，效果也差；第二種是磺化(SO₃氣體)處理法，該法工藝成熟，曾經廣泛使用；第三種是氟化處理法，該方法是在吹塑成型過程中，同時向油箱內部吹入含有1％氟的氮氣，使其油箱內層形成防燃油滲透的含氟層。經氟化處理后，油箱的汽油滲透量降低效果較為顯著，可由-16g/m²·24h降至0.5g/m²·24h。上述三種方法中的后兩種方法均會造成公害。日本已禁止采用氟化法，原因是易造成二次污染，危害人體健康，而且設備投資大、氣源困難、工藝復雜、難度大、成本較高。

多層共擠是目前提高HDPE燃油箱阻隔性能的主要手段，其結構是從外到內是新料層(含炭黑)、回料層、粘接層、阻隔層(EVOH)、粘接層、新料層；由于加入了阻隔性樹脂EVOH，從而改善了燃油的泄漏污染。盡管多層共擠技術提高了HDPE油箱，但由于阻隔樹脂含量不高、HDPE本身對燃油的阻隔效率過低，因此此種六層共擠油箱的阻隔能力也僅是達到0.9g/m²·24h，雖然目前仍然能夠符合排放標準，但是隨著排放標準的逐步提高，其對燃油的阻隔能力必將無法滿足要求。同時，多層共擠設備復雜，設備投資的成本在產品成本中占了很大比例，這也是塑料油箱成本長期高過金屬油箱的重要原因。另一方面，由于HDPE本身機械性能相對較差，因此油箱制品必須要求較厚才能符合力學要求，使得產品對車體的減重效果較差。最后，因為多層共擠制備得到HDPE燃油箱為非均相結構，所以無法回收重復再利用。

[發明內容]

本發明要解決的技術問題是提供一種阻隔性好的尼龍基納米復合材料及其制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是，一種尼龍基納米復合材料，按重量百分比由以下組分組成：

聚酰胺樹脂：25％-96.7％，

阻隔性高分子填料：0.5％-30％，

阻隔性無機納米填料：0.5％-10％，

增韌劑：2％-30％，

助劑：0.3％-5.0％。