本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料制備領(lǐng)域，尤其是涉及一種尼龍66/POE-g-MAH/二氧化鈦三元納米復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：
尼龍66/POE-g-MAH/二氧化鈦三元納米復(fù)合材料是以尼龍66、熱塑性彈性體POE-g-MAH和納米二氧化鈦為原料，經(jīng)熔融共混工藝制備的材料。在尼龍66中加入熱塑性彈性體，可顯著提高其沖擊韌性，但大幅度降低了其剛性和強(qiáng)度；納米無機(jī)粒子的加入，可以提高尼龍66的強(qiáng)度和韌性，但增韌幅度有限。利用熱塑性彈性體和納米無機(jī)粒子協(xié)同改性尼龍66的方法，在增加其沖擊韌性的同時(shí)提高其剛性和強(qiáng)度，進(jìn)而得到力學(xué)性能優(yōu)異的尼龍66/熱塑性彈性體/納米無機(jī)粒子三元復(fù)合材料。劉珊等制備了PA66/POE-g-MAH/納米SiO2三元共混體系，他們發(fā)現(xiàn)納米SiO2和彈性體POE-g-MAH具有協(xié)同增韌PA66的作用，納米SiO2具有促進(jìn)彈性體POE-g-MAH在基體PA66中分散的作用。CN101298518公開了一種納米二氧化硅增強(qiáng)PA66及其制備方法，這個(gè)方法將剛性、韌性和流動(dòng)性很好的結(jié)合在一起，可用于加工大型塑件，使PA66的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，但是上述技術(shù)的復(fù)合材料采用的SiO2用量大且熱穩(wěn)定性均不好。本發(fā)明通過POE-g-MAH和納米二氧化鈦的協(xié)同作用增強(qiáng)增韌尼龍66，使得在用較少的納米二氧化鈦、保證復(fù)合材料較大的沖擊性能的同時(shí)，提高其拉伸強(qiáng)度，使復(fù)合材料具有很好的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性。并且本發(fā)明方法簡單易行、易于工業(yè)化生產(chǎn)，可滿足家用電器、電子電器零部件、汽車配件、機(jī)械設(shè)備等行業(yè)的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種具有良好力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性的尼龍66/POE-g-MAH/二氧化鈦三元納米復(fù)合材料，通過納米二氧化鈦和POE-g-MAH的協(xié)同作用增強(qiáng)增韌尼龍66，同時(shí)提供尼龍66/POE-g-MAH/二氧化鈦三元納米復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案與技術(shù)特征為：本發(fā)明中尼龍66/POE-g-MAH/二氧化鈦三元納米復(fù)合材料，其原料由以下質(zhì)量份數(shù)的物質(zhì)組成：尼龍6680～94份；POE-g-MAH4～16份；改性的納米二氧化鈦1～3份，抗氧劑0～1份，潤滑劑0～1份。優(yōu)選上述總質(zhì)量份數(shù)為100份。本發(fā)明使用的尼龍66為擠出級，可以根據(jù)用途的不同選用不同的牌號。本發(fā)明使用的POE-g-MAH優(yōu)選熔體流動(dòng)速率≥4g/10min按ISO1133-1-2011測試，負(fù)荷為2160g，接枝率(重量％)≥0.85。本發(fā)明使用的納米二氧化鈦為金紅石型，粒徑為20～30nm，純度為99.9％，用硅烷偶聯(lián)劑改性。硅烷偶聯(lián)劑對納米二氧化鈦的改性按常規(guī)方法進(jìn)行。本發(fā)明使用的抗氧劑和潤滑劑均選自本領(lǐng)域常用的物質(zhì)，用量為常規(guī)用量?？寡鮿﹥?yōu)選為四[β-(3,5-二叔丁基-4-經(jīng)基苯基)丙酸]季戊四醇酯(簡稱1010)和(2,4二叔丁基苯基)亞磷酸三酯(簡稱168)重量比為1:2的混合物。本發(fā)明中尼龍66/POE-g-MAH/二氧化鈦三元納米復(fù)合材料的制備方法如下所示：(1)首先按照工藝要求準(zhǔn)備尼龍66、POE-g-MAH、改性納米二氧化鈦；(2)將尼龍66在真空干燥箱中80℃干燥24h后與POE-g-MAH、改性納米二氧化鈦按照其重量配比混合，加入到擠出機(jī)中造粒，一段、二段、三段、機(jī)頭的溫度分別為230℃、260～265℃、275～280℃、270℃，制得尼龍66/POE-g-MAH/二氧化鈦三元納米復(fù)合材料。尼龍66/POE-g-MAH/二氧化鈦三元納米復(fù)合材料是以尼龍66、熱塑性彈性體POE-g-MAH和納米二氧化鈦為原料，經(jīng)熔融共混工藝制備的材料。在尼龍66中加入熱塑性彈性體，可顯著提高其沖擊韌性，但大幅度降低了其剛性和強(qiáng)度；納米無機(jī)粒子的加入，可以提高尼龍66的強(qiáng)度和韌性，但增韌幅度有限。利用熱塑性彈性體和納米無機(jī)粒子協(xié)同改性尼龍66的方法，在增加其沖擊韌性的同時(shí)提高其剛性和強(qiáng)度，進(jìn)而得到力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性優(yōu)異的尼龍66/熱塑性彈性體/納米無機(jī)粒子三元復(fù)合材料。本發(fā)明的尼龍66/POE-g-MAH/二氧化鈦三元納米復(fù)合材料，相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下特點(diǎn)：1、本發(fā)明以尼龍66樹脂作為基體材料，利用納米二氧化鈦和POE-g-MAH的協(xié)同作用對其進(jìn)行共混改性，最終在較少納米二氧化鈦添加量時(shí)制備出了增強(qiáng) 增韌的尼龍66/POE-g-MAH/二氧化鈦三元納米復(fù)合材料。2、本發(fā)明的三元復(fù)合材料，其制備方法簡單，操作者能夠較快掌握，具有較為廣泛的應(yīng)用前景。3、本發(fā)明的三元復(fù)合材料具有很好的熱穩(wěn)定性。相比于PA66/POE-g-MAH/納米SiO2三元共混體系，本發(fā)明還利用金紅石型納米二氧化鈦優(yōu)異的屏蔽紫外線能力、抗粉化能力、抗老化能力和耐候性等特性，提高了PA66/POE-g-MAH/納米二氧化鈦三元復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性。附圖說明圖1為尼龍66及實(shí)施例1三元復(fù)合材料的TG圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明書，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。拉伸強(qiáng)度按ISO527-1-2012測試，測試速率為5mm/min，試樣尺寸為170mm×10mm×4mm；缺口沖擊強(qiáng)度按ISO180-2000測試，擺錘能量為2J；熱重分析(TG)測試條件為N2氣氛，升溫速度為20℃/min，測試溫度范圍為50-550℃。實(shí)施例1(1)將尼龍6680份、POE-g-MAH16份、改性納米二氧化鈦3份及抗氧劑和潤滑劑的總量為1份(抗氧劑和潤滑劑的質(zhì)量比為2:1)加入到高速混合機(jī)中混合均勻，出料，將其置于雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融共混造粒，制得尼龍66/POE-g-MAH/二氧化鈦三元納米復(fù)合材料。擠出機(jī)工藝條件為：一段、二段、三段、機(jī)頭溫度分別為230℃、260℃、275℃、270℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘。按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對復(fù)合材料進(jìn)行性能測試得出，其沖擊強(qiáng)度為21.37kJ/m2，拉伸強(qiáng)度為37.43MPa。(2)將尼龍66樹脂材料和制備的三元納米復(fù)合材料的沖擊斷面通過場發(fā)射掃描電鏡進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)由于納米二氧化鈦和POE-g-MAH的加入，使得尼龍66樹脂材料的脆性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)轫g性斷裂；熱失重分析結(jié)果表明，三元復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性與尼龍66樹脂材料相比有所提高。采用本發(fā)明制備的尼龍66/POE-g-MAH/二氧化鈦三元納米復(fù)合材料與純尼龍66材料相比，其沖擊強(qiáng)度有了較大提高，拉伸強(qiáng)度略有降低。實(shí)施例2(1)將尼龍6690份、POE-g-MAH8份、改性納米二氧化鈦1份及抗氧劑和潤滑劑的總量為1份(優(yōu)選抗氧劑和潤滑劑的質(zhì)量比為2:1)加入到高速混合機(jī)中混合均勻，出料，將其置于雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融共混造粒，制得尼龍66/POE-g-MAH/二氧化鈦三元納米復(fù)合材料。擠出機(jī)工藝條件為：一段、二段、三段、機(jī)頭溫度分別為230℃、265℃、275℃、270℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘。按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對復(fù)合材料進(jìn)行性能測試得出，其沖擊強(qiáng)度為13.32kJ/m2，拉伸強(qiáng)度為62.21MPa。(2)將制備的尼龍66樹脂材料和三元納米復(fù)合材料的沖擊斷面通過場發(fā)射掃描電鏡進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)由于納米二氧化鈦和POE-g-MAH的加入，使得尼龍66樹脂材料的脆性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)轫g性斷裂；熱失重分析結(jié)果表明，三元復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性與尼龍66樹脂材料相比有所提高。采用本發(fā)明制備的尼龍66/POE-g-MAH/二氧化鈦三元納米復(fù)合材料與純尼龍66材料相比，其沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度均有了較大提高。實(shí)施例3(1)將尼龍6694份、POE-g-MAH4份、改性納米二氧化鈦1份及抗氧劑和潤滑劑的總量為1份(優(yōu)選抗氧劑和潤滑劑的質(zhì)量比為2:1)加入到高速混合機(jī)中混合均勻，出料，將其置于雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融共混造粒，制得尼龍66/POE-g-MAH/二氧化鈦三元納米復(fù)合材料。擠出機(jī)工藝條件為：一段、二段、三段、機(jī)頭溫度分別為230℃、270℃、280℃、270℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘。按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對復(fù)合材料進(jìn)行性能測試得出，其沖擊強(qiáng)度為8.86kJ/m2，拉伸強(qiáng)度為70.02MPa。(2)將制備的尼龍66樹脂材料和三元納米復(fù)合材料的沖擊斷面通過場發(fā)射掃描電鏡進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)由于納米二氧化鈦和POE-g-MAH的加入，使得尼龍66樹脂材料的脆性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)轫g性斷裂；熱失重分析結(jié)果表明，三元復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性與尼龍66樹脂材料相比有所提高。采用本發(fā)明制備的尼龍66/POE-g-MAH/二氧化鈦三元納米復(fù)合材料與純尼龍66材料相比，其沖擊強(qiáng)度略有提高，拉伸強(qiáng)度有了較大提高。