專利名稱：聚己二酸己二胺復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于聚己二酸己二胺復(fù)合材料的制備方法。
聚己二酸己二胺是一種熱性高聚物。以這種高聚物為基體，連續(xù)纖維、短纖維為增強(qiáng)劑，可制備出一類聚己二酸己二胺基復(fù)合材料。其中，短纖維增強(qiáng)劑品種很多，包括有機(jī)的和無機(jī)的，天然的和合成的。但已公開的用于制備聚合物基復(fù)合材料的天然礦物短纖維僅有硅灰石。HONG-LIE LUO等(Journal of Applied Polymer Science，Vol.28，3387～3398，1983)公開了采用雙螺桿擠出機(jī)共混、經(jīng)硅烷類和酞酸酯類偶聯(lián)劑處理的硅灰石填充聚己內(nèi)酰胺所制備的復(fù)合材料的方法和力學(xué)性能，在復(fù)合材料中，硅灰石重量含量為50％，但對復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度的提高幅度小于10％。
本發(fā)明的目的是采用天然礦物短纖維填加到聚己二酸己二胺中，經(jīng)表面改性處理、混合、塑化、擠出、切粒得到一種高強(qiáng)度、高耐熱的復(fù)合材料，并使天然礦物短纖維的填充重量百分比達(dá)到60％。
本發(fā)明基于纖維狀材料對聚合物有增強(qiáng)作用這一基本原理，選擇了一種長徑比5∶1～25∶1的天然礦物短纖維做為增強(qiáng)劑，并進(jìn)行表面改性處理以改善界面粘結(jié)，填加到聚己二酸己二胺中而達(dá)到增強(qiáng)效果。
本發(fā)明所采用的天然礦物短纖維的主要化學(xué)組成是SiO234～58％，MgO 18～24％，CaO 13～15％。其比重為2.6～2.8，莫氏硬度為5.0～5.5，粒度小于74微米，復(fù)合材料的重量組成為聚己二酸己二胺40～95份，天然礦物短纖維60～5份，硅烷類或酞酸酯類偶聯(lián)劑0.9～0.025份，制備過程為將天然礦物短纖維放入高速混合機(jī)中，先用低速756轉(zhuǎn)/分，混合2～4分鐘，然后滴入偶聯(lián)劑，再高速2500轉(zhuǎn)/分，混合8～12分鐘，然后加入聚己二酸己二胺低速混合4～8分鐘后，得預(yù)混物，將該預(yù)混物在雙螺桿擠出機(jī)中塑化、共混、擠出，雙螺桿擠出機(jī)料筒溫度為240～270℃，螺桿轉(zhuǎn)速80～100轉(zhuǎn)/分鐘，擠出物經(jīng)切粒得到長3～5毫米、直徑2～3毫米的顆粒狀聚己二酸己二胺復(fù)合材料，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度為75.50～95.10MPa，彎曲強(qiáng)度為136.6～168.7MPa，彎曲模量為3.05～6.50GPa，熱變形溫度為230～250℃。
本發(fā)明聚己二酸己二胺復(fù)合材料具有力學(xué)性能高，耐熱性好，加工工藝簡單，原料來源容易，成本低的特點(diǎn)，有利于推廣應(yīng)用。
本發(fā)明提供的實(shí)施例如下實(shí)施例1.
將粒度為74微米的天然礦物短纖維5份(重量份數(shù)，以下相同)放入高速混合機(jī)中，先低速混合2分鐘后，滴入0.025份酞酸酯類偶聯(lián)劑，高速混合8分鐘，再加入95份聚己二酸己二胺低速混合4分鐘得預(yù)混料，將該預(yù)混料加入雙螺桿擠出機(jī)中，料筒溫度為一段240～245℃，二段248～254℃，三段258～262℃，機(jī)頭260～265℃，螺桿轉(zhuǎn)速100轉(zhuǎn)/分，將擠出物切粒得聚己二酸己二胺復(fù)合材料，其性能如下拉伸強(qiáng)度90.13MPa，彎曲強(qiáng)度148.6MPa，彎曲模量3.15GPa，熱變形溫度232℃。
實(shí)施例2.
將粒度為5微米的天然礦物短纖維60份(重量份數(shù)，以下相同)放入高速混合機(jī)中，先低速混合4分鐘后，滴入0.9份硅烷類偶聯(lián)劑，高速混合12分鐘，再加入40份聚己二酸己二胺低速混合8分鐘得預(yù)混料，將該預(yù)混料加入雙螺桿擠出機(jī)中，料筒溫度為一段245～250℃，二段255～260℃，三段260～268℃，機(jī)頭265～270℃，螺桿轉(zhuǎn)速80轉(zhuǎn)/分，將擠出物切粒得聚己二酸己二胺復(fù)合材料，其性能如下拉伸強(qiáng)度95.10MPa，彎曲強(qiáng)度161.7MPa，彎曲模量6.20GPa，熱變形溫度250℃。
權(quán)利要求
1.一種聚己二酸己二胺復(fù)合材料的制備方法，其特征在于采用的天然礦物短纖維的主要化學(xué)組成是SiO234～58％，MgO 18～24％，CaO13～15％。其比重為2.6～2.8，莫氏硬度為5.0～5.5，粒度小于74微米，復(fù)合材料的重量組成為聚己二酸己二胺40～95份，天然礦物短纖維60～5份，硅烷類或酞酸酯類偶聯(lián)劑0.9～0.025份，制備過程為將天然礦物短纖維放入高速混合機(jī)中，先用低速750轉(zhuǎn)/分，混合2～4分鐘，然后滴入偶聯(lián)劑，再高速2500轉(zhuǎn)/分，混合8～12分鐘，然后加入聚己二酸己二胺低速混合4～8分鐘后，得預(yù)混物，將該預(yù)混物在雙螺桿擠出機(jī)中塑化、共混、擠出，雙螺桿擠出機(jī)料筒溫度為240～270℃，螺桿轉(zhuǎn)速80～100轉(zhuǎn)/分鐘，擠出物經(jīng)切粒得到長3～5毫米、直徑2～3毫米的顆粒狀聚己二酸己二胺復(fù)合材料，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度為75.50～95.10MPa，彎曲強(qiáng)度為136.6～168.7MPa，彎曲模量為3.05～6.50GPa，熱變形溫度為230～250℃。
全文摘要
本發(fā)明屬于聚己二酸己二胺復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明采用天然礦物短纖維填加到聚己二酸己二胺中,經(jīng)表面改性處理、混合、塑化、擠出、切粒得到一種高強(qiáng)度、高耐熱的復(fù)合材料,并使天然礦物短纖維的填充重量百分比達(dá)到60%。除上述優(yōu)點(diǎn)外,還具有加工工藝簡單,原料來源容易,成本低的特點(diǎn),有利于推廣應(yīng)用。
文檔編號C08L79/00GK1186086SQ9611479
公開日1998年7月1日 申請日期1996年12月26日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月26日
發(fā)明者莊國慶, 張家學(xué), 鄶羽, 楊宇明, 張延 , 李濱耀, 殷敬華 申請人:中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所