一種陶瓷晶須增強(qiáng)耐高溫尼龍復(fù)合材料及其原位制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于耐高溫尼龍復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種陶瓷晶須增強(qiáng)耐高溫 尼龍復(fù)合材料及其原位制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 尼龍具有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐熱、耐磨等性能，其消費(fèi)量居世界五大工程塑料之 首。耐高溫尼龍由于具備優(yōu)異的剛性、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，已應(yīng)用于化工機(jī)械，耐磨 零件，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)件，汽車制造零件，絲桿防止機(jī)械零件，化工機(jī)械零件等領(lǐng)域。隨著電子電氣 設(shè)備的高性能化、機(jī)械設(shè)備輕量化，對(duì)尼龍的強(qiáng)度、耐熱性、耐寒性、尺寸穩(wěn)定性等方面有著 更高的要求。因此，必須通過改性提高尼龍的某些性能來擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。纖維狀添加物 作為耐高溫尼龍改性的填料已成為耐高溫尼龍改性的研究熱點(diǎn)，其中，以陶瓷晶須作為填 料增強(qiáng)耐高溫尼龍復(fù)合材料因具有耐高溫、高強(qiáng)度、高熱變形溫度、尺寸穩(wěn)定性好，低吸水 率等優(yōu)異的性能而受到高度的重視。
[0003] 目前，制備陶瓷晶須增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的方法主要是熔融共混法，由于尼龍與陶 瓷晶須熱力學(xué)不相容，簡(jiǎn)單的熔融共混制備的陶瓷晶須增強(qiáng)耐高溫尼龍復(fù)合材料的相容性 比較差，陶瓷晶須與尼龍基體的界面粘附力較低，使得陶瓷晶須在尼龍基體中沒有起到應(yīng) 力承載體的作用。原位聚合法是制備陶瓷晶須增強(qiáng)耐高溫尼龍復(fù)合材料的另一種方法，通 過原位聚合的方法使得尼龍鹽聚合反應(yīng)發(fā)生在陶瓷晶須上，生成聚合物耐高溫尼龍沉積在 陶瓷晶須的表面，這種復(fù)合材料的制備方法改善了耐高溫尼龍與陶瓷晶須的相容性，可以 有效傳遞應(yīng)力，能明顯提高耐高溫尼龍/陶瓷晶須復(fù)合材料的力學(xué)性能。
[0004] 中國(guó)專利CN101768352A通過原位聚合方法制備了陶瓷晶須增強(qiáng)PA66、PA1010、 PA6和PA12,在添加少量陶瓷晶須的情況下，獲得力學(xué)性能較好的復(fù)合材料，但由于尼龍基 體決定其在耐高溫材料領(lǐng)域的使用受到限制。在耐高溫尼龍改性方面，還沒有涉及到通過 原位聚合的方法制備耐高溫尼龍/陶瓷晶須復(fù)合材料的報(bào)導(dǎo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種相容性得到提高，耐高溫，拉伸強(qiáng)度好，熱變形溫度 高，吸水率低的陶瓷晶須增強(qiáng)耐高溫尼龍復(fù)合材料。
[0006] 本發(fā)明的另一目的在于提供陶瓷晶須增強(qiáng)耐高溫尼龍復(fù)合材料的原位制備方法。
[0007] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：
[0008] 本發(fā)明提供了一種陶瓷晶須增強(qiáng)耐高溫尼龍復(fù)合材料，由包括以下重量份的組分 制成：
[0009]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種陶瓷晶須增強(qiáng)耐高溫尼龍復(fù)合材料，其特征在于：由包括以下重量份的組分制 成：
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷晶須增強(qiáng)耐高溫尼龍復(fù)合材料，其特征在于：所述尼龍 鹽選自尼龍6T鹽、尼龍TT鹽、尼龍8T鹽、尼龍9T鹽、尼龍IOT鹽、尼龍IlT鹽、尼龍12T鹽、 尼龍61鹽、尼龍71鹽、尼龍81鹽、尼龍91鹽、尼龍101鹽、尼龍IlI鹽或尼龍121鹽中的 一種或一種以上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷晶須增強(qiáng)耐高溫尼龍復(fù)合材料，其特征在于：所述陶瓷 晶須為單晶陶瓷晶須。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的陶瓷晶須增強(qiáng)耐高溫尼龍復(fù)合材料，其特征在于：所述單晶 陶瓷晶須為氮化硅單晶晶須、鈦酸鉀單晶晶須、硫酸鈣單晶晶須或硼酸鎂單晶晶須中的一 種或一種以上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷晶須增強(qiáng)耐高溫尼龍復(fù)合材料，其特征在于：所述封端 齊U為苯甲酸、乙酸、丙酸或鄰苯二甲酸酐，優(yōu)選苯甲酸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷晶須增強(qiáng)耐高溫尼龍復(fù)合材料，其特征在于：所述催化 劑為磷酸鈉、磷酸鎂、磷酸鈣、亞磷酸鈉、亞磷酸鎂、亞磷酸鈣、亞磷酸鋅、次亞磷酸鈉、次亞 磷酸鎂、次亞磷酸鈣或次亞磷酸鋅中的一種或一種以上，優(yōu)選次亞磷酸鈉。
7. -種權(quán)利要求1至6任一所述的陶瓷晶須增強(qiáng)耐高溫尼龍復(fù)合材料的原位制備方 法，其特征在于：包括以下步驟 ： 稱取100份的尼龍鹽、1~40份的陶瓷晶須、0. 1~1份的封端劑、0. 1~0. 6份的催化 劑和30~60份的去離子水，將以上組分混合后加入到高壓反應(yīng)釜內(nèi)；用氮?dú)庵脫Q高壓反應(yīng) 釜內(nèi)的空氣至少三次，然后通入氮?dú)庾鳛榉磻?yīng)保護(hù)氣；升溫、加壓，通過釋放反應(yīng)釜內(nèi)水蒸 氣的辦法保壓，恒壓進(jìn)行反應(yīng)；然后將反應(yīng)釜內(nèi)壓力泄壓至常壓、出料得到陶瓷晶須增強(qiáng)耐 高溫尼龍復(fù)合材料。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的陶瓷晶須增強(qiáng)耐高溫尼龍復(fù)合材料的原位制備方法，其特征 在于：所述升溫的溫度為150~380°C。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的陶瓷晶須增強(qiáng)耐高溫尼龍復(fù)合材料的原位制備方法，其特征 在于：所述加壓的壓力為1. 5~3MPa。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的陶瓷晶須增強(qiáng)耐高溫尼龍復(fù)合材料的原位制備方法，其特 征在于：所述保壓的壓力為1. 5~3MPa; 或所述恒壓進(jìn)行反應(yīng)的時(shí)間為1~3小時(shí)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種陶瓷晶須增強(qiáng)耐高溫尼龍復(fù)合材料，由包括以下重量份的組分制成：尼龍鹽100份，陶瓷晶須1～40份，封端劑0.1～1份，催化劑0.1～0.6份，去離子水30～60份。制備方法如下：稱取100份的尼龍鹽、1～40份的陶瓷晶須、0.1～1份的封端劑、0.1～0.6份的催化劑和30～60份的去離子水，將以上組分混合后加入到高壓反應(yīng)釜內(nèi)；用氮?dú)庵脫Q高壓反應(yīng)釜內(nèi)的空氣至少三次，然后通入氮?dú)庾鳛榉磻?yīng)保護(hù)氣；升溫、加壓，通過釋放反應(yīng)釜內(nèi)水蒸氣的辦法保壓，恒壓進(jìn)行反應(yīng)；然后將反應(yīng)釜內(nèi)壓力泄壓至常壓、出料得到陶瓷晶須增強(qiáng)耐高溫尼龍復(fù)合材料。本發(fā)明公開的復(fù)合材料具有耐高溫、高強(qiáng)度、高熱變形溫度、尺寸穩(wěn)定性好、吸水率低的特點(diǎn)。
【IPC分類】C08K3-34, C08K3-24, C08G69-26, C08K7-04, C08K3-30, C08L77-06, C08K3-38, C08G69-28
【公開號(hào)】CN104710612
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310689218
【發(fā)明人】楊桂生, 田文偉
【申請(qǐng)人】上海杰事杰新材料(集團(tuán))股份有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2013年12月16日