[發明專利]一種陶瓷晶須增強耐高溫尼龍復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201310688981.9
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN104710780A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 楊桂生;田文偉
• 申請（專利權）人: 上海杰事杰新材料（集團）股份有限公司
• 主分類號: C08L77/06
• 分類號: C08L77/06;C08L77/02;C08K13/06;C08K9/06;C08K7/04;C08K3/34;C08K3/22;B29C47/92
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

技術領域

本發明屬于尼龍技術領域，尤其涉及一種陶瓷晶須增強耐高溫尼龍復合材料及其制備方法。

背景技術

耐高溫尼龍的發展使工農業和民用設施更加的微型化輕量化和動力強勁化成為可能。耐高溫尼龍可以為某些部件帶來更高的耐高溫性能，或是替代了金屬原材料來生產這些部件。新型設備的裝置和組件也有用耐高溫尼龍代替金屬和熱固性材料的趨勢，這些都將會加大對耐高溫尼龍材料的需要量，從而帶動市場需求。

隨著電子電氣設備的高性能化、機械設備輕量化，對尼龍的強度、耐熱性、耐寒性、尺寸穩定性等方面有著更高的要求。因此，必須通過改性提高尼龍的某些性能來擴大其應用范圍。纖維作為耐高溫尼龍改性的填料已成為耐高溫尼龍改性的研究熱點，商業上常用的方法是利用玻璃纖維填充耐高溫尼龍。因玻璃纖維的強度和模量均較低，且脆性很大，往往需要很高的添加量才可取得較滿意的增強效果。因此，急需一種具有更高強度和模量的纖維狀無機填料來取代玻璃纖維，以取得更好的增強效果、制得性能優異的耐高溫尼龍基復合材料。

陶瓷晶須是一種具有很大長徑比的單晶，因其極高的結晶完善程度和高度取向，晶須的強度和理論強度十分接近。例如，氮化硅晶須的拉伸強度和楊氏模量分別高達50-60GPa和550-750GPa，而普通的玻璃纖維的拉伸強度和模量則分別只有3GPa和60-90GPa。此外，晶須還具有很好的韌性。將陶瓷晶須用于填充聚合物制備復合材料，不僅可明顯提高材料的強度和模量，還可明顯改善復合材料的沖擊韌性，提高耐磨性。

中國專利CN201210075449.5報道了用鈦酸鉀晶須增強尼龍610，得到力學性能較高的復合材料；CN201110283650.8報道了用鈦酸鉀增強鑄型尼龍，也使得復合材料的機械性能得到較大的改善，而受尼龍基體所決定，其在耐熱方面較差。而用陶瓷晶須增強耐高溫尼龍復合材料不僅具有較高的力學性能、較低的吸水率、較好的尺寸穩定性，且擁有較高的熱變形溫度和較好的耐熱性。目前，尚未見到陶瓷晶須增強耐高溫尼龍的公開報道。

發明內容

本發明的目的在于為克服現有技術的缺陷而提供一種熔融共混法制備的陶瓷晶須增強耐高溫尼龍復合材料，具有耐高溫、機械性能好等特點。

本發明的另一個目的是提供一種上述陶瓷晶須增強耐高溫尼龍復合材料的制備方法；本發明所提供的制備方法簡單，生產效率高，適合大規模推廣應用，具有很好的社會和經濟效益。

為實現上述目的，本發明采用以下的技術方案：

本發明提供了一種陶瓷晶須增強耐高溫尼龍復合材料，由包含以下重量份的組分制成：

所述陶瓷晶須是單晶陶瓷晶須。

所述單晶陶瓷晶須選自氮化硅單晶晶須、鈦酸鉀單晶晶須、硫酸鈣單晶晶須或硼酸鎂單晶晶須的一種或它們的混合物。

所述高溫尼龍選自熔點為280～320℃的PA10T、PA6T、PA6T/PA66、PA9T、PA11T、PA12T、PA46、PA10T/PA6T、PA6T/PA6I、PA6T/PA6I/PA66、PA6T/PA6或PA6T/PA610中的一種或一種以上，優選PA10T。

所述偶聯劑為N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷或γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷。

所述抗氧劑為亞磷酸脂類抗氧劑、受阻酚類抗氧劑或硫代酯類抗氧劑，優選亞磷酸脂類抗氧劑。

所述亞磷酸脂類抗氧劑為三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯或四(2，4-二叔丁基苯基-4，4-聯苯基)雙磷酸酯。

所述受阻酚類抗氧劑為N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺、3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八烷醇酯或二縮三乙二醇雙[β-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)-丙酸酯。

所述硫代酯類抗氧劑為3,3-硫代二丙酸雙十四烷酯、硫代二丙酸二硬脂醇酯或硫代二丙酸雙十二烷酯。

所述潤滑劑為季戊四醇硬脂酸酯、潤滑劑GT-11（市售）或潤滑劑RH-313（市售）中的一種或一種以上，優選潤滑劑GT-11。

所述結晶成核劑為納米蒙脫土、納米二氧化鈦或P22結晶成核劑（市售），優選P22結晶成核劑。

本發明還提供了一種上述陶瓷晶須增強耐高溫尼龍復合材料的制備方法，包括以下步驟：