[發明專利]一種稀土改性玻纖增強耐高溫尼龍復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201410161123.3
• 申請日: 2014-04-21
• 公開（公告）號: CN105017763A
• 公開（公告）日: 2015-11-04
• 發明（設計）人: 楊桂生;李慶豐
• 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;C08K9/02;C08K7/14;C08K5/098;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

本發明屬于耐高溫尼龍復合材料技術領域，涉及一種稀土改性玻纖增強耐高溫尼龍復合材料及其制備方法。

背景技術

耐高溫尼龍由于在主鏈中導入了芳香環，耐熱性和力學性能大大提高，吸水率下降，尺寸穩定性好。耐高溫尼龍在高溫、超低溫、高真空和有化學介質的場合下具有更好的力學和耐磨性能，特別適合用作滑動部件如制造齒輪、渦輪、凸輪等傳動零件，以及軸承、襯套、導軌、活塞等耐磨、減摩零件及一般的結構零件，其中纖維改性增強尼龍復合材料用途最廣泛。

采用偶聯劑處理玻纖表面，能夠在一定程度上改善玻纖與尼龍基體之間的界面結合力，從而提高復合材料的力學性能，但是這種常規偶聯劑表面處理方法并不是最理想的，不足以使玻纖與尼龍基體具有良好的界面結合力，影響了尼龍復合材料力學和耐磨性能的發揮。

稀土元素由于本身特殊的電子結構。具有較多的空軌道，能作為中心離子接受配位體的孤對電子，可與多種有機物和無機物形成各種各樣的配位體或螯合物，因而可增強各組分之間的相容性，能使各組分均勻分散，從而達到良好的改性效果。

中國專利CN102382297A提供了一種稀土阻燃復合尼龍材料，其專利中將氧化鑭和阻燃劑同尼龍樹脂直接共混所得，并非本申請中用稀土氧化物處理玻纖；專利CN103254635A提供了一種稀土改性增韌尼龍材料及其制備方法，其所用稀土也為氧化物；專利CN1323848A提供了一種稀土改性鑄型尼龍制備方法，但其尼龍樹脂與本申請中所用耐高溫尼龍不同。關于本申請采用氯化稀土乙醇溶液浸漬玻纖來對玻纖表面進行改性，將稀土改性玻纖與耐高溫尼龍通過雙螺桿擠出機進行復合從而制備玻纖增強耐高溫尼龍復合材料未見文獻報道。

發明內容

針對現有技術中耐高溫尼龍各組分的分散性差、相容性差的缺陷，本發明的目的是提供一種稀土改性玻纖增強耐高溫尼龍復合材料，所得到的復合材料與未用稀土表面處理的玻纖增強耐高溫尼龍相比具有更好的力學和耐磨性能。

本發明的另一個目的是提供一種上述稀土改性玻纖增強耐高溫尼龍復合材料的制備方法，該方法簡單、成本低。

為了實現上述目的，本發明采用以下的技術方案：

本發明提供了一種稀土改性玻纖增強耐高溫尼龍復合材料，由包括以下重量份的組分制成：耐高溫尼龍樹脂100份；稀土改性玻纖25～105份；抗氧劑0.8～1.6份；潤滑劑0.5～1.5份。

所述耐高溫尼龍樹脂為聚己二酰丁二胺、聚對苯二甲酰癸二胺、聚對苯二甲酰己二胺-co-己二酰己二胺共聚物、聚對苯二甲酰壬二胺中的一種或一種以上。

所述抗氧劑為N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺(抗氧劑1098)和1,3,5-三(4-叔丁基-3-羥基-2,6-二甲基芐基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮(抗氧劑1790)的混合物。

所述潤滑劑為硬脂酸鈣或者硬脂酸鋰中的一種。

本發明還提供了一種上述稀土改性玻纖增強耐高溫尼龍復合材料的制備方法，包括以下步驟：

將干燥后的稀土改性玻纖置于雙螺桿擠出機側喂料料斗中，同時將烘干的100份耐高溫尼龍樹脂和0.8～1.6份抗氧劑、0.5～1.5份潤滑劑混合均勻后置于雙螺桿擠出機主喂料料斗中，通過調節雙螺桿擠出機的主喂料和側喂料頻率控制稀土改性玻纖為25～105份，通過雙螺桿擠出機擠出、牽條和切粒，得到稀土改性玻纖增強耐高溫尼龍復合材料。

所述雙螺桿擠出機為同向雙螺桿擠出機，加工溫度1～7區分別為285℃、300℃、315℃、330℃、335℃、330℃和325℃，機頭溫度為335℃，主機頻率30，主喂料頻率為20～24，側喂料頻率為4～13。

所述烘干的耐高溫尼龍樹脂是將耐高溫尼龍樹脂置于電熱鼓風干燥箱中，80℃烘干24小時。

所述稀土改性玻纖的制備方法包括以下步驟：將稀土化合物、無堿E玻纖分別置于電熱鼓風干燥箱中，80℃烘干24小時去除水分；然后將干燥好的稀土化合物溶于乙醇中配置成稀土乙醇稀溶液，稀土乙醇稀溶液的重量百分比為稀土化合物占0.2～2wt%，乙醇占98～99.8wt%；將無堿E玻纖浸漬于稀土乙醇稀溶液中2～6小時，過濾，無堿E玻纖與稀土乙醇稀溶液重量比例為1:3，然后置于電熱鼓風干燥箱中，60℃烘干1～4小時去除乙醇，制得稀土改性玻纖。

所述稀土化合物為氯化鑭或氯化鐿中的一種或兩種的組合物。

所述無堿E玻纖為短切玻纖，纖維直徑為7～15μm，長度為3～5mm。