[發明專利]一種高強度超耐熱MC尼龍復合材料制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201410202848.2
• 申請日: 2014-05-15
• 公開（公告）號: CN103965619B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 張玉蓉;沈國春;吳水珠;高靜萍;朱海霞;馬永梅
• 申請（專利權）人: 揚州賽爾達尼龍制造有限公司
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08L67/02;C08L97/02;C08G69/16;C08G69/14;B29C41/04
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技術領域

本發明屬于高分子材料制備技術領域，具體涉及一種高強度超耐熱MC尼龍復合材料制備方法及其在軌道交通上的應用。

背景技術

中國已經成為世界上高速鐵路發展最快、系統技術最全、集成能力最強、運營里程最長、運營速度最高、在建規模最大的國家，引領著世界高鐵發展的新潮流。隨鐵路運輸的提速，高分子材料零部件在新型鐵路軌道中發揮著越來越大的作用，塑料工業的飛速發展使工程塑料品種、數量得到進一步提高，尤其是增強增韌復合材料，國內鐵道軌道用材料需要大量塑料材料。

目前應用在高鐵行業的材料大多采用的是PA66改性材料，由于其吸水率大，尺寸穩定性差，而且成型多采用注塑法，該方法材料反應與產品成型分步進行，能耗大、生產效率低，不易加熱均勻，產品成型需求壓力大，擠塑機結構龐大、投資大，且產品難以大型化等缺點，另外PA66的價格遠高于MC尼龍的原料己內酰胺價格。

尼龍材料具有較高的強度和韌性，優異的抗疲勞性及較大幅度的改性范圍，在軌道交通行業具有較好的應用前景，用其研制的軌道交通用系列產品因具有強度高、彈性好、質量輕、減振、降噪、絕緣、耐磨、抗腐蝕、耐疲勞等優點，已在軌道交通行業得到廣泛的應用，但是國內普通單牌號尼龍材料難以滿足高鐵的高強度、高韌性、高耐久性等要求。為了滿足客運專線的高承載、高質量、少維護、高速度和輕載化的要求，鐵路系統迫切需要適合于我國高速鐵路的尼龍材料。

發明內容

本發明針對現有技術的缺陷，提出一種高強度超耐熱MC尼龍復合材料制備方法及其應用。制備的材料可用于高速鐵路等軌道交通中。

一種高強度超耐熱MC尼龍復合材料制備方法，按照如下步驟進行：

1)按照重量份數，將2000份己內酰胺投入熔融釜，加熱至120-130度，啟動真空泵抽真空至0.01-0.05Mpa，抽真空3-10min后，關閉真空泵，加入氫氧化鈉2-5份，抽真空3-10min，熔融釜內溫度維持在135-145度；

2)將10-80份熱致結晶聚合物，10-20份硅烷偶聯劑和50-200份短纖維送入雙軸雙槳逆向高速剪切機，剪切分散0.5-1小時，得到熱致結晶聚合物短纖維；

3)將致熱結晶聚合物短纖維放入步驟(1)所述的熔融釜中，搖晃熔融釜5-20圈；

4)向熔融釜中加入6-10份固化劑，搖晃3-10圈混勻后加入到預熱的模具內；

5)將模具置于離心機中旋轉，轉速控制在800-1000轉/min，離心3-10min，保溫5-15min，出模；

6)將出模的轉動輪浸入沸水中浸泡8-24h，取出，經過機械加工制成。

所述短纖維為甲苯二異氰酸酯接枝改性短纖維。

所述雙軸雙槳逆向高速剪切分散攪拌機的結構如下：機殼1上部設有電機2，電機2下部設有減速機3，減速機3下部設有軸承座4和軸承5，軸承5與第一傳動軸6相連，第一傳動軸6的下端設有上部攪拌槳7，上部攪拌槳7通過一對相互咬合的齒輪8與第二傳動軸9相連，第二傳動軸9下部設有下部攪拌槳10，所述機殼1的上部分別設有進料口11和排氣口12，下部設有出料口13。

所述固化劑為甲苯二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯或列克納膠。

所述步驟2)中加入20-35份植物纖維。

所述植物纖維為榆樹皮纖維。

所述硅烷偶聯劑為乙烯基三過氧化叔丁基硅烷，丁二烯基三乙氧基硅烷，異丁基三乙氧基硅烷，γ-巰丙基三乙氧基硅烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

所述熱致結晶聚合物為Xydar(PHBA/PPBP/TPA)、Ekonol(PHBA/PPBP/TPA)、Vectra(PHBA/HNA)、X7G/Rodrun(PHBA/PET)中的一種或一種以上。

上述方法制備的高強度超耐熱MC尼龍復合材料在高速鐵路等軌道交通中的應用。

本發明的有益效果：本發明采用TDI接枝改性短纖維并用己內酰胺封端穩定處理，同時加入硅烷偶聯劑預處理熱致液晶聚合物，得到能與己內酰胺活性料具有良好相容性的改性材料；基于己內酰胺活性料粘度較低，利用雙軸雙槳逆向高速剪切力，將預處理過的短纖維和熱致液晶聚合物均勻分散在己內酰胺活性料中；短纖維起到異相成核的作用并誘導橫向結晶，提高聚合物的結晶度并使晶體尺寸細化，使其強度、耐磨、韌性、耐熱等性能指標提高10-30％，同時熱致結晶聚合物形成的微纖化表面和長徑比比普通增強纖維的高，進一步對材料進行加強，同時提高其耐熱性能和吸水性，使其能夠滿足高鐵的使用需求。

附圖說明