[發明專利]一種耐低溫柔性尼龍材料的制備方法

在審

• 申請號: 201910506101.9
• 申請日: 2019-06-12
• 公開（公告）號: CN110358288A
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 段耀祖
• 申請（專利權）人: 段耀祖
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08L75/04;C08K9/06;C08K7/06;C08K9/04;C08K3/00;C08K3/08
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本發明涉及一種耐低溫柔性尼龍材料的制備方法，屬于新材料技術領域。本發明中硅烷偶聯劑作為一種高分子表面處理劑，制備出的耐低溫柔性尼龍材料的長期耐候性、耐水性、耐化學腐蝕都得到改善；本發明采用聚氨酯作為彈性體來增韌耐低溫柔性尼龍材料，材料在受到沖擊時，增韌劑彈性體粒子既作為應力集中中心誘發大量銀紋和剪切帶，又可以控制銀紋的發展并使銀紋及時終止而不致發展成破壞性裂紋，發生在銀紋前沿的應力場可以誘發剪切帶的生成，而剪切帶同時可減緩銀紋的生長，在此變化過程中，銀紋與剪切帶的發展消耗了大量的能量，從而顯著提高了復合材料的沖擊強度。

技術領域

本發明涉及一種耐低溫柔性尼龍材料的制備方法，屬于新材料技術領域。

背景技術

目前，國際上用塑料替代天然材料的應用不斷擴大，世界各地的科學家通過各種試驗，積極尋找新的高性能熱塑性塑料來替代金屬與木材，而這也成為企業爭取更多戶和擴大市場份額的重要組成部分。

高溫塑料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。耐高溫塑料可以為某些部件帶來更高的耐溫性能，或是干脆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同樣也有用耐高溫塑料代替金屬和熱固性材料的趨勢。這些都將會加大對耐高溫塑料材料的需求量，從而帶動市場需求。

這些耐高溫塑料材料可以耐180℃的持續高溫，并且還能保持良好的尺寸穩定性。具有優異的長期和短期熱性能，可以耐受無鉛焊接過程中使用的紅外(IR)回流爐所產生的高溫，并在潮濕環境下提供相同的強度，卓越的耐化學性。

以尼龍6、尼龍66位代表的結晶性脂肪族尼龍樹脂，由于韌性、耐化學藥品性、電氣特性等優異性能以及易于熔融成型加工的性質，被廣泛應用于纖維、工程塑料等方面。然而進一步的研究發現，這些尼龍在低溫及干態下表現為為脆性，使得這些尼龍在一些對韌性較高的領域，如管材方面的應用收到很大的限制。長碳鏈尼龍，如尼龍11、尼龍12，由于有較長的碳鏈，與傳統尼龍相比，吸水率更低、柔韌性更好，經過增塑改性后，被廣泛用于機動車流體輸送管路上。但是，目前市場中所有種類的耐高溫塑料材料都有一個共同的缺點：沖擊較低，脆性明顯，尤其是在零下低溫環境時，更加偏脆。這個缺點較大限制了高溫塑料替代金屬和木材的應用范圍。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：針對現有耐高溫塑料材料沖擊較低，脆性明顯，尤其是在零下低溫環境時，更加偏脆的問題，提供了一種耐低溫柔性尼龍材料的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

（1）按體積比1∶3將去離子水和無水乙醇混合均勻，即得混合溶液，將碳纖維加入到混合溶液中，進行超聲分散并攪拌處理，即得分散液，將KH-560和分散液混合進行攪拌處理，即得反應液，調節反應液的pH，即得懸浮液A，抽濾得濾渣，將濾渣置于溫度為60～80℃的烘箱中干燥至恒重，即得改性碳纖維；

（2）按質量比1∶1將石粉和鋁粉混合均勻，即得混合粉體，按質量比1∶5∶1將鈦酸酯偶聯劑、丙酮和異丙醇混合均勻，即得改性液，將混合粉體加入到改性液中進行攪拌處理，即得懸浮液B，抽濾得沉淀，將沉淀置于溫度為60～80℃的烘箱中干燥至恒重，研磨，即得改性混合粉體；

（3）取尼龍6、聚氨酯彈性體、改性碳纖維、改性混合粉體，將尼龍6、聚氨酯彈性體、改性碳纖維和改性混合粉體混合均勻，即得前驅體，將前驅體進行造粒處理，即得耐低溫柔性尼龍材料。

步驟（1）所述的碳纖維和混合液的質量比為1∶10。

步驟（1）所述的將碳纖維加入到混合溶液中，進行超聲分散并攪拌處理步驟為：將碳纖維加入到混合溶液中，在功率為200～300W，頻率為50～70kHz下超聲分散5～10min后，在攪拌速度為4000～5000r/min下高速攪拌20～30min。