專利名稱：一種半芳香族聚酰胺短纖維增強復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種半芳香族聚酰胺短纖維增強復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
增強纖維是某些具有強力的纖維狀物質(zhì)、與樹脂配合后能提高樹脂力學(xué)性能的增強助劑。一般在樹脂中配以適量的增強纖維，能使材料的力學(xué)強度，如沖擊強度、楊氏模量、耐疲勞性、耐蠕變性、剛性等得到成倍乃至數(shù)倍的增加，同時還可使制品的尺寸穩(wěn)定性提高，收縮率降低，熱變形減小，因此，增強纖維增強的塑料制品已在許多工業(yè)部門得到應(yīng)用。目前樹脂所用增強纖維主要是玻璃纖維，其次是碳纖維和芳綸纖維(如Kevlar)。 雖然添加玻璃纖維和碳纖維使樹脂的拉伸、彎曲強度較好，但由于相容性問題，隨之而來的是加工困難、機械磨損大和沖擊強度下降。芳綸纖維(Kevlar)增強樹脂具有良好的綜合性能，但芳綸纖維必須以昂貴的工藝由溶液紡成，不僅加工困難且成本很高。半芳香族聚酰胺由于在分子鏈中引入了芳香環(huán)，從而提高了耐熱性和力學(xué)性能，降低了吸水率，具有良好的耐化學(xué)腐蝕性，并且半芳香族聚酰胺可通過傳統(tǒng)的熔融紡絲法紡制纖維，該纖維具有高耐熱性，在高溫下蠕變小、收縮率低及很好的機械性能、優(yōu)異的耐磨性、尺寸穩(wěn)定性、良好的耐化學(xué)性，尤其適用于150°C以上的高溫環(huán)境及特殊化學(xué)環(huán)境。以半芳香族聚酰胺短纖維作為增強材料，改善了纖維與樹脂，尤其是與聚酰胺之間的結(jié)合力，使其強度和模量顯著提高，具有良好的綜合性能，相對芳綸纖維來說又能有效降低成本。文章“Melt Spinning and Laser-Heated Drawing of a New SemiAromaticPolyamide, PA9_TFiber”(J Polym Sci Part B Polym Phys 42:433-444)公開了一種PA9-T纖維，PA9-T是由對苯二甲酰1，9_壬二胺與對苯二甲酰2-甲基_1，8-辛二胺組成的共聚物，其并未涉及可作為增強材料的技術(shù)特征。關(guān)于半芳香族聚酰胺短纖維作為增強材料來改性樹脂的技術(shù)尚未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種半芳香族聚酰胺短纖維增強復(fù)合材料，該半芳香族聚酰胺短纖維增強復(fù)合材料耐熱性、強度和模量顯著提高，具有良好的綜合性能，相對芳綸增強纖維來說又能有效降低成本，可廣泛用于電子電器、汽車部件等工程塑料領(lǐng)域。本發(fā)明的另一個目的是提供一種上述半芳香族聚酰胺短纖維增強復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供了一種半芳香族聚酰胺短纖維增強復(fù)合材料，該復(fù)合材料包括以下組分和重量百分含量樹脂為60-90%，半芳香族聚酰胺短纖維為10-40%。所述的樹脂選自聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯(PC)或丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)中的一種或多種，其中聚酯選自聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)或聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)中的一種或多種；聚酰胺選自聚己內(nèi)酰胺(PA6)和/或聚己二酸己二胺(PA66)。所述的半芳香族聚酰胺短纖維的分子結(jié)構(gòu)如下
權(quán)利要求
1.一種半芳香族聚酰胺短纖維增強復(fù)合材料，其特征在于該復(fù)合材料包括以下組分和重量百分含量樹脂為60-90%，半芳香族聚酰胺短纖維為10-40%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半芳香族聚酰胺短纖維增強復(fù)合材料，其特征在于所述的樹脂選自聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯或丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半芳香族聚酰胺短纖維增強復(fù)合材料，其特征在于所述的聚酯選自聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯或聚對苯二甲酸丁二醇酯中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半芳香族聚酰胺短纖維增強復(fù)合材料，其特征在于所述的聚酰胺選自聚己內(nèi)酰胺和/或聚己二酸己二胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半芳香族聚酰胺短纖維增強復(fù)合材料，其特征在于所述的半芳香族聚酰胺短纖維的分子結(jié)構(gòu)如下
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半芳香族聚酰胺短纖維增強復(fù)合材料，其特征在于所述η的范圍為9 ≤ η ≤ 14。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半芳香族聚酰胺短纖維增強復(fù)合材料，其特征在于所述聚合度范圍為50≤聚合度≤150。
8.權(quán)利要求I至7任一所述的半芳香族聚酰胺短纖維增強復(fù)合材料的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟將60-90%的干燥樹脂及10-40%的半芳香族聚酰胺短纖維，在轉(zhuǎn)速為500-2000rpm的高速混合機中預(yù)混2_10min，將預(yù)混物經(jīng)過螺桿擠出機熔融、擠出、水浴冷卻、造粒，制得半芳香族聚酰胺短纖維增強復(fù)合材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半芳香族聚酰胺短纖維增強復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的干燥樹脂是指在80 130°C下真空干燥3 24h。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半芳香族聚酰胺短纖維增強復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的熔融擠出溫度為所選樹脂常規(guī)加工溫度范圍，加工溫度為250-300°C。
全文摘要
本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種半芳香族聚酰胺短纖維增強復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明公開的復(fù)合材料包括以下組分和重量百分含量樹脂為60-90％，半芳香族聚酰胺短纖維為10-40％。本發(fā)明公開的復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟將60-90％的干燥樹脂及10-40％的半芳香族聚酰胺短纖維，在轉(zhuǎn)速為500-2000rpm的高速混合機中預(yù)混2-10min，將預(yù)混物經(jīng)過螺桿擠出機熔融、擠出、水浴冷卻、造粒，制得半芳香族聚酰胺短纖維增強復(fù)合材料。本發(fā)明公開的半芳香族聚酰胺短纖維增強復(fù)合材料耐熱性高、強度和模量顯著提高，具有良好的綜合性能，相對芳綸增強纖維來說又能有效降低成本，可廣泛用于電子電器、汽車部件等工程塑料領(lǐng)域。
文檔編號C08L67/02GK102807742SQ20111014523
公開日2012年12月5日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者李曉琳 申請人:上海杰事杰新材料(集團(tuán))股份有限公司