[發明專利]納米增強粒子增強的尼龍復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410577575.X
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN105585708B
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 馬永梅;諶繼宗;張京楠;陳欣;趙維釗;陳社任;陳誠
• 申請（專利權）人: 廣東新會美達錦綸股份有限公司;中國科學院化學研究所
• 主分類號: C08G69/14
• 分類號: C08G69/14;C08G69/16;C08K9/04;C08K3/34
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 李柏

本發明涉及可應用于制備扎帶或電子插接線器件的納米增強粒子增強的透明尼龍復合材料及其制備方法。本發明的透明尼龍復合材料，是將尼龍單體、納米增強粒子、催化劑和純水加入到反應釜中進行制備得到，在原位水解開環聚合制備所述透明尼龍復合材料的過程中加入納米增強粒子，不僅提高了納米增強粒子增強的透明尼龍復合材料的各項力學性能，且制備的透明尼龍復合材料的結晶溫度顯著提高，使得尼龍復合材料在加工的過程中成型快，有利于尼龍扎帶的成型制備。本發明的透明尼龍復合材料中的納米增強粒子與尼龍相容性好，結晶生成的晶粒較小，最終可形成具有微晶粒結構的透明尼龍材料。這種透明尼龍材料保持較好的力學強度，可用于制備電子插接線器件。

技術領域

本發明涉及可應用于制備扎帶或電子插接線器件的納米增強粒子增強的尼龍復合材料及其制備方法。

背景技術

尼龍是工程塑料中開發較早的品種，具有高強、耐油、減震等諸多優良的性能，在汽車、電氣設備、機械部件、交通器材、紡織等領域得到了廣泛的應用。而透明尼龍由于其透明性，使得其在光學儀器、精密部件、計量儀表、電子插接線、食品包裝和生物醫用等領域相對于其它不透明尼龍具有更明顯的優勢，因此對于透明尼龍的生產和開發已受到許多生產商的重視，Koga，Emser，Degussa等知名企業均已推出了多種系列的透明尼龍產品。

許多無機材料，如玻璃纖維、滑石、碳酸鈣、粘土等都可以作為填料或增強劑來提高高分子材料的性能。高分子材料的性能的提高程度通常取決于填料的填充量、填料在基體中的分散度和取向度、填料/基體界面情況等。(Macromolecules,2011,44:3856-3861.)近年來，隨著納米技術的發展，利用納米填料來制備聚合物納米復合材料在提高材料已有性能及賦予材料新性能方面具有獨特的優勢，引起了研究者越來越多的興趣。如日本豐田研究所、美國Connell和Michigan大學等的科研人員對插層制備聚合物/蒙脫土納米復合材料作了廣泛的研究，其中就包括合成了尼龍6/蒙脫土納米復合材料。中國科學院化學研究所漆宗能教授等人率先在國內開展了聚合物/蒙脫土納米復合材料的研究，已取得多項成果并申請了專利(CN1162470C、CN1137198C)，如單體插層縮聚法制備尼龍/蒙脫土納米復合材料等(CN1055706C、CN1081207C)。研究證明，與純PA6相比，納米增強粒子可以大大提高PA6的力學性能。因此，利用納米粒子對聚酰胺進行改性，對于提高材料總體性能，拓展材料的應用范圍具有重要意義。但上述尼龍為了保證力學強度，一般具有較高的結晶度，而結晶過程十分容易形成球晶，而球晶直徑大于可見光波長，導致這種尼龍不具備透明性。

上世紀七八十年代，我國大規模工業化生產和人們日常生活使用涉及到的綁扎用材料都是采用諸如麻繩、棉線等材料，隨后，尼龍扎帶作為一種新奇的塑料制品由沿海外貿互動交流流入國內，得到廣泛應用，并逐步代替傳統綁扎繩索。但尼龍扎帶存在缺口沖擊強度低，吸水后易變形，加工過程中成型慢，影響制件成品的尺寸穩定性等問題，使其應用受到一定限制。

本發明通過一步法原位聚合，在尼龍單體原位聚合制備的過程中直接添加納米增強粒子，無需進行預分散等工序，減少了設備工藝過程，降低了生產成本。且由制備的納米增強粒子增強的透明尼龍復合材料具有結晶溫度高，加工成型快的特點，制備出的尼龍復合材料的晶粒細化，在高強度、高結晶度的情況下，還具有透明性，可應用于制備扎帶或電子插接線器件。

發明內容

本發明的目的在于提供可應用于制備扎帶或電子插接線器件的納米增強粒子增強的透明尼龍復合材料及其制備方法。

本發明的可應用于制備扎帶或電子插接線器件的納米增強粒子增強的透明尼龍復合材料，是由以下重量份的原料組分制備得到，以尼龍單體的重量份為基準；

所述的尼龍復合材料中的納米增強粒子的分散相尺度為10～100納米。

所述的尼龍單體選自己內酰胺、丁內酰胺、辛內酰胺、ω–庚內酰胺、12-內酰胺中的一種或幾種。