本发明涉及功能材料,具体涉及一种耐高温尼龙材料及其制备方法。
背景技术:
1、尼龙66具有良好的综合性能,与其它工程塑料相比,尼龙66具有力学性能好、耐磨、耐油等优点。近年来,伴随国内外汽车、电子电气、通讯等行业的迅速发展,尼龙66的应用比例不断增加,其中,在车辆运输行业的应用比例达到63%,在电子电气及办公用品行业的应用比例达到22%。尼龙66材料的广泛应用对其性能提出了更高的要求,针对其耐热性差及弹性模量低等缺陷的改性研究不断发展。尼龙66的改性可分为:一是化学改性,即采用共聚、接枝、交联等方法,改变尼龙66的分子结构;二是物理改性,即通过无机填料填充和增强、与其它树脂共混以及加入各类助剂等方法制备改性尼龙66,提高和改进其综合性能。近年来,尼龙66的主要改性方法可分为共聚改性、共混改性以及填充改性。但是目前采用的改性方法,如通过纳米材料改性尼龙66制备纳米复合材料,虽然能够提高其耐热性和力学性能,但是纳米材料易团聚,也较难增加材料的柔韧性,因此,对其进行进一步研究提高其耐热性,同时还能改善其弹性模量是重中之重。
技术实现思路
1、要解决的技术问题:本发明的目的是提供一种耐高温尼龙材料及其制备方法,采用改性铝酸镁纤维膜这种膜状结构,能够对尼龙66进行耐热增强,在受到高温时能够更好地分散和承受热应力,同时还可以增强其力学性能;采用酚醛树脂对铝酸镁纤维膜进行包覆,烧结后形成碳膜,并随着烧结温度的升高,碳膜形成多孔结构,孔径随温度变化,多孔碳膜由于孔隙中的空气存在可以减少热量传递,从而提高材料的耐高温性,同时,多孔结构还可以降低尼龙66在快速温度变化下的热应力,因为孔隙可以作为热膨胀的缓冲,减少材料内部的应力集中。
2、技术方案:一种耐高温尼龙材料,以重量份计,包括以下成分:尼龙66100份、改性铝酸镁纤维膜10~30份、乙撑双硬脂酰胺0.5~1份、抗氧剂0.3~0.8份。
3、上述耐高温尼龙材料的制备方法,制备方法如下:
4、s1:取尼龙66,干燥;
5、s2:加入乙撑双硬脂酰胺和抗氧剂,混合均匀,得到预混料;
6、s3:使用同向双螺杆挤出机,采用侧喂料工艺,将改性铝酸镁纤维膜单独从侧喂料口加入,预混料从主喂料口加入,挤出造粒。
7、进一步的,所述s3中挤出温度为245~280℃,螺杆转速为300~450rpm,抽真空。
8、进一步的,所述改性铝酸镁纤维膜的制备方法为:
9、s31:将70~80份二氯甲烷和2~3份无水乙醇和混合均匀;
10、s32:缓慢加入0.5-1份无水氯化镁和2~4份无水氯化铝,搅拌30~40min;
11、s33:加热至100℃,形成前驱体;
12、s34:取5~6份聚乙烯吡咯烷酮、1~2份酚醛树脂和80~100份乙醇混合,搅拌均匀,加入前驱体中,再加入20~30份无水乙醇和10~15份n,n-二甲基甲酰胺,磁力搅拌2h,得静电纺丝液;
13、s35:通过静电纺丝装置进行静电纺丝,获得包覆酚醛树脂的前驱体纤维膜;
14、s36:干燥取出后煅烧,升温速率为4℃/min,升温至900-1000℃煅烧1h;
15、s37:取出,破碎过筛,即得改性铝酸镁纤维膜。
16、进一步的,所述s35中静电纺丝条件为:喷嘴内径为0.8~1.2mm,静电纺丝液流速为1~1.5ml/h,纺丝电压为15kv,纺丝温度为20~22℃,接收距离为12cm。
17、进一步的,所述s37中过筛的目数为100目。
18、进一步的,所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂h161、抗氧剂h10、抗氧剂168、抗氧剂626。
19、有益效果:
20、1.本发明采用改性铝酸镁纤维膜这种膜状结构,能够对尼龙66进行耐热增强,在受到高温时能够更好地分散和承受热应力,同时还可以增强其力学性能。
21、2.本发明采用酚醛树脂对铝酸镁纤维膜进行包覆,烧结后形成碳膜,并随着烧结温度的升高,碳膜形成多孔结构,孔径随温度变化,多孔碳膜由于孔隙中的空气存在可以减少热量传递,从而提高材料的耐高温性,同时,多孔结构还可以降低尼龙66在快速温度变化下的热应力,因为孔隙可以作为热膨胀的缓冲,减少材料内部的应力集中。
22、3.本发明中铝酸镁纤维膜还能提高尼龙66的柔韧性,提供额外的机械支撑,同时避免常规颗粒材料分布不均匀,易团聚的问题,表面碳膜的多孔结构可以提高尼龙66的拉伸强度和弯曲强度。
1.一种耐高温尼龙材料,其特征在于:以重量份计,包括以下成分:尼龙66100份、改性铝酸镁纤维膜10~30份、乙撑双硬脂酰胺0.5~1份、抗氧剂0.3~0.8份。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温尼龙材料的制备方法,其特征在于:制备方法如下:
3.根据权利要求2所述的一种耐高温尼龙材料的制备方法,其特征在于:所述s3中挤出温度为245~280℃,螺杆转速为300~450rpm,抽真空。
4.根据权利要求2所述的一种耐高温尼龙材料的制备方法,其特征在于:所述改性铝酸镁纤维膜的制备方法为:
5.根据权利要求4所述的一种耐高温尼龙材料的制备方法,其特征在于:所述s35中静电纺丝条件为:喷嘴内径为0.8~1.2mm,静电纺丝液流速为1~1.5ml/h,纺丝电压为15kv,纺丝温度为20~22℃,接收距离为12cm。
6.根据权利要求2所述的一种耐高温尼龙材料,其特征在于:所述s37中过筛的目数为100目。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温尼龙材料,其特征在于:所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂h161、抗氧剂h10、抗氧剂168、抗氧剂626。
