[發明專利]一種聚酰胺復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201610003527.9
• 申請日: 2016-01-04
• 公開（公告）號: CN105623248A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 黃慧;劉則安;李海濤;李鳳雪;張寶軍
• 申請（專利權）人: 江蘇沃特新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08L77/06;C08K13/06;C08K9/06;C08K7/08;C08K5/20;C08K5/103;B29C47/92
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

技術領域

本發明屬于復合材料領域，尤其涉及一種聚酰胺復合材料及其制備方法。

背景技術

聚酰胺樹脂具有良好的力學性能、耐化學藥品性能、耐磨、耐熱等優良性能，目前 已廣泛應用于汽車、航空航天、化工、機械、電子電器、運動器材等領域。由于聚酰胺分子中 存在大量氫、氧以及氮原子，因而分子間容易形成氫鍵，提高了分子間作用力，這就使得聚 酰胺材料具有高強度、高剛性的特點。此外，聚酰胺還具有耐磨損、耐腐蝕等優點。

然而，聚酰胺分子為線性不對稱結構，其分子鏈呈繞曲狀態，所以聚酰胺材料的結 晶度較低，一般只有25％-45％。且由于聚酰胺分子結構中含有大量的胺基和羰基，因此，其 容易與水分子形成氫鍵，導致使用該物質的材料在使用及存放時容易吸水，進而產生增塑 效應，最終導致材料體積膨脹、模量下降，在機械力作用下發生明顯蠕變。而材料如果抗蠕 變能力差，就會使得其機械性能降低、尺寸穩定性差，在很大程度上限制了材料的應用，特 別不適用于作為高溫高濕環境下、具有較高機械性能和尺寸穩定性要求的材料。同時，由于 聚酰胺材料本身沒有抗菌性能，很大程度上限制了聚酰胺材料在家用電器、廚衛以及學校 醫院等方面的使用。如CN203729669U涉及的一種抗菌尼龍門把手，在使用頻繁的公共場 合，由于長期受到外力作用，容易發生蠕變，從而縮短材料的使用壽命。

目前，主要通過加入各種填料以及抗菌劑，來克服聚酰胺材料蠕變和不抗菌的不 足，同時提高聚酰胺材料物理性能。常用的填料多為無機粉體和各類纖維，其中，常用的滑 石粉、高嶺土等無機粉體對材料的韌性有較大的影響，同時對材料的強度提高也不理想；而 玻璃纖維有著較大的長徑比，雖然對材料的力學性能有較大提高，但是，玻璃纖維的添加對 材料的加工性能有一定的影響，特別是用于制件較大、結構較復雜的產品時容易產生應力 翹曲、發生變形以及降低產品表面光澤度。而目前所用抗菌劑成本較高，不利于復合材料成 本的控制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有高機械強度、低蠕變、抗菌、耐磨損、耐熱、耐腐 蝕、尺寸穩定性好、減震、降噪等性能的聚酰胺復合材料，旨在解決現有聚酰胺材料抗蠕變 性能和抗菌性能差的問題。

本發明的另一目的在于提供一種聚酰胺復合材料的制備方法。

本發明是這樣實現的，一種聚酰胺復合材料，包括如下重量份數的下列組分：

其中，所述氧化鋅為四針狀氧化鋅晶須。

以及，一種聚酰胺復合材料的制備方法，包括以下步驟：

按照所述聚酰胺復合材料的配方稱取各組分；

將除氧化鋅和偶聯劑外的所有組分進行第一混合處理，得到第一混合物料；將氧 化鋅和偶聯劑進行第二混合處理，得到第二混合物料；

將所述第一混合物料從雙螺桿擠出機的主喂料口進料、所述第二混合物料從側喂 料口加入，進行熔融擠出，造粒。

本發明提供的聚酰胺復合材料，添加了四針狀氧化鋅組分，所述四針狀氧化鋅無 結構缺陷，其強度高，具有優異的補強增韌性能和抗菌性能，同時改善聚酰胺材料的強度、 抗蠕變性能和抗菌性能。具體的，由于所述四針狀氧化鋅晶須微觀為三維四針狀立體結構， 即晶須有一核心，從核心徑向方向伸展出四根針狀晶體，每根針狀體均為單晶體微纖維，任 兩根針狀體的夾角為109°，晶須的中心體直徑0.7-1.4μm，針狀體根部直徑0.5-14μm，針狀 體長度為3-200μm，具有特殊的空間立體結構。所述四針狀氧化鋅組分因其獨特的立體四針 狀三維結構，容易實現在基體材料中的均勻分布，從而各向同性地改善材料的物理性能；同 時由于其四針狀結構，復合材料中的聚酰胺分子鏈能夠在其四個針上穩固纏繞，各相均一， 消除每個方向的分子鏈滑移，從而從本質上并且高效的解決尼龍的蠕變，使得聚酰胺復合 材料的抗蠕變性能明顯增強，即便是在高溫高濕環境下，也能具有優良的機械性能和尺寸 穩定性。同時，所述四針狀氧化鋅晶須具有較好的抗菌作用，能夠用于廚衛、公共場合以及 家用電器如齒輪、閥門、門把手、運動器材、汽車部件等抗菌要求較高的產品，具有良好的發 展前景。