【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于高溫尼龍領域，具體涉及一種增強高溫尼龍復合材料及其制備方法和應用。
技術介紹
1、隨著科學技術的發展，用塑料替代木材、金屬的應用不斷擴大。其中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。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，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。汽車工業對發動機效率、汽車油耗和尾氣排放量的要求也越來越高，同時，隨著電子行業中表面貼裝技術的發展，對材料的耐高溫性能要求越來越高，為了解決此類問題，材料需要具備輕、耐溫、高強度、尺寸穩定等性能。耐高溫尼龍成為較理想的材料之一，耐高溫尼龍的發展使產品微型化、輕量化和動力強勁化成為可能，或者干脆替代了部件所用的金屬材料。
2、耐高溫尼龍產品一般是由帶芳環的二羧酸和脂肪族二胺經熔融縮聚所制備的，主要包括半芳香族聚酰胺中的5t、6t、9t、10t、12t等，其由于在聚酰胺分子主鏈中引入了芳香環，從而提高了耐熱性和力學性能，降低了吸水率。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。現有的用于增強耐高溫尼龍的填料主要是無堿玻璃纖維，但是由于玻璃纖維自身結構和性能上的一些缺點，比如其與耐高溫尼龍樹脂基體的相容性較差，在樹脂基體中分布不均以及纖維增強體容易外露等，導致產品尺寸穩定性較差，沖擊強度低等。這些缺點較大限制了高溫塑料替代金屬和木材的應用范圍。
3、一般通過添加增韌劑來解決耐高溫尼龍
技術實現思路
1、為了克服上述現有技術中存在的不足，本專利技術提供了一種增強高溫尼龍復合材料及其制備方法和應用，該復合材料通過采用增強纖維增強生物基高溫聚酰胺樹脂，同時添加增韌樹脂和抗沖擊改性劑，可以提高高溫尼龍的韌性，得到力學性能優異、耐熱性高、尺寸穩定和性能可靠且實用的增強高溫尼龍復合材料。
2、本專利技術中如果沒有特殊說明，含量百分比均為重量百分比。
3、本專利技術是通過下述技術方案來解決上述技術問題：
4、在本專利技術第一個方面，本專利技術提出了一種增強高溫尼龍復合材料。所述增強高溫尼龍復合材料包括：20～75wt％生物基高溫聚酰胺樹脂、5～30wt％增韌樹脂、15～50wt％增強纖維、5～20wt％抗沖擊改性劑和0～15wt％添加劑。
5、在一些具體的實施方式中，所述生物基高溫聚酰胺樹脂采用二胺單體a1、脂肪族二酸單體a2和芳香族二酸單體a3制備得到。優選為生物基高溫聚酰胺樹脂，其含有來自生物基戊二胺的重復結構單元，具有來源可再生的優勢，可以是市售的、由cathay?biotechinc.提供的的系列材料，例如6638、6308、6300、6290、6635、6632、6520、2260、2262等。
6、于一些實施方式中，所述二胺單體a1包括丁二胺、戊二胺、己二胺、庚二胺、辛二胺、壬二胺、癸二胺、十一碳二元胺、十二碳二元胺、十三碳二元胺、十四碳二元胺、十五碳二元胺和十六碳二元胺中的至少之一。優選地，所述二胺單體a1至少含有戊二胺。
7、于一些實施方式中，所述戊二胺來自生物基戊二胺，其指的是在單體合成工序中，通過酶反應、酵母反應或者發酵反應等由葡萄糖、賴氨酸等源自生物質的化合物合成的戊二胺。生物基戊二胺的生物基含量可以通過測定放射性c14含量的方法進行，例如美國材料試驗協會的標準astm-d6866法。
8、于一些實施方式中，所述戊二胺在所有二胺單元a1中摩爾百分比為20-70％。
9、于一些實施方式中，所述脂肪族二酸單體a2來自脂肪族短鏈二酸、脂肪族長鏈二酸或其組合，所述脂肪族短鏈二酸可以是例如乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸或其組合，所述脂肪族長鏈二酸可以是例如壬二酸、癸二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸、十四碳二元酸、十五碳二元酸、十六碳二元酸、十七碳二元酸、十八碳二元酸或其組合。
10、于一些實施方式中，所述脂肪族二酸單元來自脂肪族短鏈二酸和脂肪族長鏈二酸的組合，所述脂肪族短鏈二酸例如是己二酸，所述脂肪族長鏈二酸例如是選自癸二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸、十四碳二元酸、十五碳二元酸、十六碳二元酸或其組合。
11、于一些實施方式中，所述芳香族二酸單元a3來自芳香族二酸或其衍生物，例如是對苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸或其酯類的組合。例如對苯二甲酸酯類包括對苯二甲酸二甲酯和對苯二甲酸二乙酯。
12、于一些實施方式中，所述二胺單體a1、所述脂肪族二酸單體a2和所述芳香族二酸單體a3中至少一種是由生物法制備得到。
13、于一些實施方式中，所述二胺單體a1與所述脂肪族二酸單體a2和所述芳香族二酸單體a3總和的摩爾比為(0.9～1.2)：1，進而為(0.95～1.1)：1。
14、于一些實施方式中，所述脂肪族二酸單體a2和所述芳香族二酸單體a3的摩爾比為(10～50)：(50～90)，進而為(20～50)：(50～75)。
15、在一些具體的實施方式中，所述生物基高溫聚酰胺樹脂的相對粘度為2.0～3.2。所述相對粘度通過烏氏粘度計濃硫酸(濃度96％)法測定。
16、在一些具體的實施方式中，所述生物基高溫聚酰胺樹脂的數均分子量為2～7萬，優選為2～5萬，例如3萬、4萬、6萬等。
17、在一些具體的實施方式中，所述生物基高溫聚酰胺樹脂的含水量為300～1000ppm，例如400ppm、500ppm、600ppm、700ppm、800ppm、900ppm等。
18、在一些具體的實施方式中，所述生物基高溫聚酰胺樹脂的熔點為250-330℃，優選為280-320℃，例如260℃、270℃、290℃、300℃、310℃等。
19、在一些具體的實施方式中，所述增強高溫尼龍復合材料中，生物基高溫聚酰胺樹脂含量為20-70wt％，例如25wt％、30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％、55wt％、60wt％、65wt％等。
20、在一些具體的實施方式中，所述增韌樹脂包括脂肪族尼龍。
21、在一些具體的實施方式中，所述脂肪族尼龍包括pa6、pa66和pa56中的至少之一。
22、在一些具體的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種增強高溫尼龍復合材料，其特征在于，所述增強高溫尼龍復合材料包括：20～75wt％生物基高溫聚酰胺樹脂、5～30wt％增韌樹脂、15～50wt％增強纖維、5～20wt％抗沖擊改性劑和0～15wt％添加劑。
2.根據權利要求1所述的增強高溫尼龍復合材料，其特征在于，所述生物基高溫聚酰胺樹脂采用二胺單體A1、脂肪族二酸單體A2和芳香族二酸單體A3制備得到；和/或，
3.根據權利要求1或2所述的增強高溫尼龍復合材料，其特征在于，所述生物基高溫聚酰胺樹脂的相對粘度為2.0～3.2；和/或，所述生物基高溫聚酰胺樹脂的數均分子量為2～7萬，優選為2～5萬；和/或，
4.根據權利要求1所述的增強高溫尼龍復合材料，其特征在于，所述增韌樹脂包括脂肪族尼龍；優選地，
5.根據權利要求1所述的增強高溫尼龍復合材料，其特征在于，所述增強纖維包括玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、金屬纖維、硼纖維、玄武巖纖維中的至少之一；優選地，
6.根據權利要求1所述的增強高溫尼龍復合材料，其特征在于，所述抗沖擊改性劑為極性單體接枝聚合物，優選地，所述聚合物包括
7.根據權利要求1所述的增強高溫尼龍復合材料，其特征在于，所述增強高溫尼龍復合材料的拉伸強度為230～320MPa，優選為270～320MPa；和/或，
8.一種制備如權利要求1～7任一項所述的增強高溫尼龍復合材料的方法，其特征在于，所述方法包括：
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，在步驟(1)中，以所述增強高溫尼龍復合材料的總質量計，所述增韌樹脂加入量為5～30wt％，所述抗沖改性劑加入量5～20wt％；
10.一種權利要求1-7中任一項所述的增強高溫尼龍復合材料在塑料制品中的應用，其特征在于，所述應用包括航空航天領域、軍事領域、汽車材料、運動器材、建筑材料和電子電器設施領域。
...【技術特征摘要】
1.一種增強高溫尼龍復合材料，其特征在于，所述增強高溫尼龍復合材料包括：20～75wt％生物基高溫聚酰胺樹脂、5～30wt％增韌樹脂、15～50wt％增強纖維、5～20wt％抗沖擊改性劑和0～15wt％添加劑。
2.根據權利要求1所述的增強高溫尼龍復合材料，其特征在于，所述生物基高溫聚酰胺樹脂采用二胺單體a1、脂肪族二酸單體a2和芳香族二酸單體a3制備得到；和/或，
3.根據權利要求1或2所述的增強高溫尼龍復合材料，其特征在于，所述生物基高溫聚酰胺樹脂的相對粘度為2.0～3.2；和/或，所述生物基高溫聚酰胺樹脂的數均分子量為2～7萬，優選為2～5萬；和/或，
4.根據權利要求1所述的增強高溫尼龍復合材料，其特征在于，所述增韌樹脂包括脂肪族尼龍；優選地，
5.根據權利要求1所述的增強高溫尼龍復合材料，其特征在于，所述增強纖維包括玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、金屬纖維、硼纖維、玄武巖纖維中的至少之一；優選地，
6.根據權利要求1所述的增強高溫尼龍復合材料，其特征在于，所述抗沖擊改性劑為極性單體接枝聚合物，優選地，所述聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、乙烯-a-乙...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鮑道飛，趙元博，劉修才，
申請(專利權)人：上海凱賽生物技術股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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