[發明專利]一種高耐熱聚酰胺復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202111152561.X
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN114410106B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 張現軍;陳平緒;葉南飚;王豐;丁超;王中林;陶四平;陳勇文;李金亮
• 申請（專利權）人: 天津金發新材料有限公司;金發科技股份有限公司
• 主分類號: C08L77/06
• 分類號: C08L77/06;C08L77/02;C08K7/26;C08K7/14
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林坤華

本發明公開了一種高耐熱聚酰胺復合材料及其制備方法和應用，本發明采用一定配比的聚酰胺樹脂、二氧化硅氣凝膠與玻璃纖維制得高耐熱聚酰胺復合材料，由于聚酰胺、二氧化硅氣凝膠和玻璃纖維之間形成了穩定的三維網絡結構，可以有效地提升材料熱穩定性，在很大程度上提升了聚酰胺增強材料的耐熱性能和高溫拉伸強度，且本發明的制備方法操作簡便，所制得的高耐熱聚酰胺復合材料可以廣泛應用于家電、工業工程等領域。

技術領域

本發明涉及耐熱聚酰胺材料技術領域，更具體地，涉及一種高耐熱聚酰胺復合材料及其制備方法和應用。

背景技術

聚酰胺做工程材料應用廣泛，但是隨著人們生產生活環境的提升，對于材料的耐熱等級要求也逐漸提升，尤其是在家電行業，隨著用電功率的提升，發熱量逐漸提高，對材料的耐熱要求就逐漸提高，現有技術一般在聚酰胺中添加玻璃纖維、抗氧化助劑及耐熱穩定劑等來提升聚酰胺的耐熱等級。

二氧化硅氣凝膠一般是以水玻璃為原料，鹽酸作為催化劑，結合超臨界工藝制備得到的一種多孔結構的氣凝膠。中國專利CN111730926A采用二氧化硅(二氧化鈦、二氧化鋯)氣凝膠涂敷在隔熱板上下表面，采用熱壓成型得到隔熱板材，但是工藝復雜，隔熱效果也較差。中國專利CN107099117A公開了一種纖維增強氣凝膠-聚合物復合材料及其制備方法，以不飽和聚酯以及熱塑性聚丙烯、聚酰胺為基體，以纖維增強的氧化硅氣凝膠為強化材料，將基體材料浸滲到纖維增強氣凝布(板)上，通過熱壓等方式制得聚合物與氣凝膠三維網絡交織的復合材料，以提高復合材料的力學性能，但是這種制備方法工藝復雜，采用熱壓方式為主，不適合制備結構復雜的產品，同時材料在耐熱方面沒有明顯的改善。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有聚酰胺材料耐熱性能較差的缺陷和不足，提供一種高耐熱聚酰胺復合材料，以聚酰胺樹脂為基體，通過添加一定配比的二氧化硅氣凝膠和玻璃纖維制得聚酰胺復合材料，耐熱性能良好，高溫拉伸強度高。

本發明的又一目的是提供一種高耐熱聚酰胺復合材料的制備方法。

本發明的另一目的是提供一種高耐熱聚酰胺復合材料的應用。

本發明上述目的通過以下技術方案實現：

一種高耐熱聚酰胺復合材料，包括如下按照重量份計算的組分：

其中二氧化硅氣凝膠的楊氏模量為2.2*10⁴N/M²-5.9*10⁴N/M²。

本發明采用聚酰胺樹脂作為基體，針對聚酰胺樹脂的特性，在配方中加入適量比例的分散劑、二氧化硅氣凝膠和玻璃纖維，一方面，二氧化硅氣凝膠表面含有-CH₃，遇到分散劑后在分散過程中會水解；另一方面，二氧化硅氣凝膠表面還有羥基，二氧化硅氣凝膠可以通過羥基與聚酰胺樹脂相連接，羥基脫水后形成Si-O-Si的穩定結構，通過各組分的相互配合，得到具有三維穩定結構的高耐熱聚酰胺復合材料。為了兼顧復合材料的機械性能，本發明選用了特定楊氏模量的二氧化硅氣凝膠，該二氧化硅氣凝膠密度小，孔隙率大，能向三維方向延伸，在復合材料受到外力時，會隨著復合材料發生相應的形變而吸收能量，大的空隙率可以有效的隔絕熱量的傳輸，同時加工過程中形成的三維穩定結構賦予了材料良好的熱穩定性，因此很大程度上提升了復合材料的耐熱性能。

優選地，包括如下按照重量份計算的組分：

優選地，所述二氧化硅氣凝膠的楊氏模量為3*10⁴N/M²-5*10⁴N/M²。

二氧化硅氣凝膠的楊氏模量采用單軸壓縮實驗進行測試，標準采用GB8813-88-2010，在萬能試驗機上進行，壓縮速率為2mm/min，樣品尺寸為