CN106543717B - 一种高强度透纤尼龙复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高强度透纤尼龙复合材料，以重量份计，至少包括以下原料：聚酰胺树脂30～70份、改性玻璃纤维20～70份、添加剂1～10份；其中所述改性玻璃纤维为接枝对羟基苯甲酸的部分磺化的八(氨基苯基三硅氧烷)与玻璃纤维反应得到。

Description

一种高强度透纤尼龙复合材料
技术领域
本发明涉及应用于卫浴领域的高分子材料领域，更具体地，本发明涉及一种高强度透纤尼龙复合材料。
背景技术
聚酰胺(PA)为五大工程塑料中产量最大、品种最多、用途最广的品种。聚酰胺具有良好的综合性能，例如力学性能、耐热性、耐磨、耐寒、耐腐蚀、耐化学药品性、无毒、自润滑性和易成型加工。
在复合材料领域，玻璃纤维增强聚合物基复合材料占有很大的比例。玻璃纤维和聚合物基体间的界面结合是获得高性能复合材料的重要因素。良好的界面结合有利于应力的有效传递，提高聚合物基体对能量的吸收。由于热塑性树脂基体本身缺乏可反应的活性官能团，很难与纤维产生良好的化学键合。
因此玻纤表面通常需经过改性才能与聚合物之间形成良好的界面结合，得到具有强度高、耐温佳、低翘曲、外观及涂装性佳以及有一定透明度的高强度透纤尼龙复合材料。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种高强度透纤尼龙复合材料，以重量份计，至少包括以下原料：聚酰胺树脂30～70份、改性玻璃纤维20～70份、添加剂1～10份；其中所述改性玻璃纤维为接枝对羟基苯甲酸的部分磺化的八(氨基苯基三氧硅烷)与玻璃纤维反应得到。
在一种实施方式中，以重量份计，至少包括以下原料：聚酰胺树脂35～70份、改性玻璃纤维30～70份、添加剂1～8份。
在一种实施方式中，所述聚酰胺树脂由脂肪族聚酰胺和包含芳香族成分的聚酰胺构成。
在一种实施方式中，所述脂肪族聚酰胺与所述包含芳香族成分的聚酰胺的重量比(0.01～1)：1。
在一种实施方式中，所述脂肪族聚酰胺与所述包含芳香族成分的聚酰胺的重量比(0.05～0.9)：1。
在一种实施方式中，所述脂肪族聚酰胺包括聚己酰胺、聚十一酰胺、聚十二酰胺、聚己二酰丁二胺、聚己二酰戊二胺、聚己二酰己二胺、聚癸二酰己二胺、聚十二烷二酰己二胺、聚己二酰十一烷二胺、聚环己二酰己二胺、聚环己二酰2-甲基戊二胺、聚环己二酰壬二胺、聚环己二酰2-甲基辛二胺、聚双(4-氨基环己基)甲烷十二烷二酰胺、聚双(3-甲基氨基环己基)甲烷十二烷二酰胺、聚环己二酰癸二胺、聚环己二酰十一烷二胺、聚环己二酰十二烷二胺中的一种或多种。
在一种实施方式中，所述包含芳香族成分的聚酰胺包括聚对苯二甲酰己二胺、聚对苯二甲酰2-甲基戊二胺、聚对苯二甲酰壬二胺、聚对苯二甲酰2-甲基辛二胺、聚间苯二甲酰己二胺、聚己二酰间苯二甲胺、聚对苯二甲酰癸二胺、聚对苯二甲酰十一烷二胺、聚对苯二甲酰十二烷二胺中的一种或多种。
在一种实施方式中，所述添加剂为接枝对羟基苯甲酸的二苯基二羟基硅烷和丙烯酸改性高岭土。
在一种实施方式中，所述部分磺化的八(氨基苯基三氧硅烷)的磺化度为1～10％。
本发明的另一方面提供了高强度透纤尼龙复合材料的制备方法，至少包括以下步骤：
(1)按照重量份数称取各组分原料，将聚酰胺树脂、改性玻璃纤维混合后，加入高速搅拌机中，于60～100℃下，搅拌60～120min；
(2)向步骤(1)中加入添加剂，继续搅拌20～60min，得到混合物料；
(3)将步骤(2)中的混合物料加入双螺杆挤出机，控制螺杆转速为200～400r/min，温度为200～300℃，熔融挤出造粒得到高强度透纤尼龙复合材料。
参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
“聚合物”意指通过聚合相同或不同类型的单体所制备的聚合化合物。通用术语“聚合物”包含术语“均聚物”、“共聚物”、“三元共聚物”与“共聚体”。
“共聚体”意指通过聚合至少两种不同单体制备的聚合物。通用术语“共聚体”包括术语“共聚物”(其一般用以指由两种不同单体制备的聚合物)与术语“三元共聚物”(其一般用以指由三种不同单体制备的聚合物)。其亦包含通过聚合四或更多种单体而制造的聚合物。“共混物”意指两种或两种以上聚合物通过物理的或化学的方法共同混合而形成的聚合物。
本发明的第一个方面提供了一种高强度透纤尼龙复合材料，以重量份计，至少包括以下原料：聚酰胺树脂30～70份、改性玻璃纤维20～70份、添加剂1～10份；其中所述改性玻璃纤维为接枝对羟基苯甲酸的部分磺化的八(氨基苯基三氧硅烷)与玻璃纤维反应得到。
在一种实施方式中，以重量份计，至少包括以下原料：聚酰胺树脂35～70份、改性玻璃纤维30～70份、添加剂1～8份。
本发明中所述八(氨基苯基三氧硅烷)的CAS号为518359-82-5。
聚酰胺树脂
术语“聚酰胺树脂”是指在主链中具有酰胺键(-NHCO-)的类聚合物。
本发明中的“聚酰胺树脂”并没有特别的限制，可列举例如：通过二元胺和二元羧酸的缩聚而得到的聚酰胺树脂、通过内酰胺的开环聚合而得到的聚酰胺树脂、通过氨基羧酸的自缩合而得到的聚酰胺树脂以及通过构成这些聚酰胺树脂的两种以上的单体的共聚而得到的共聚物。
聚酰胺树脂可列举例如：聚酰胺6(聚己酰胺)、聚酰胺11(聚十一酰胺)、聚酰胺12(聚十二酰胺)、聚酰胺46(聚己二酰丁二胺)、聚酰胺56(聚己二酰戊二胺)、聚酰胺66(聚己二酰己二胺)、聚酰胺610(聚癸二酰己二胺)、聚酰胺612(聚十二烷二酰己二胺)、聚酰胺116(聚己二酰十一烷二胺)、聚酰胺TMHT(对苯二甲酰三甲基己二胺)、聚酰胺6T(聚对苯二甲酰己二胺)、聚酰胺2Me-5T(聚对苯二甲酰2-甲基戊二胺)、聚酰胺9T(聚对苯二甲酰壬二胺)、2Me-8T(聚对苯二甲酰2-甲基辛二胺)、聚酰胺6I(聚间苯二甲酰己二胺)、聚酰胺6C(聚环己二酰己二胺)、聚酰胺2Me-5C(聚环己二酰2-甲基戊二胺)、聚酰胺9C(聚环己二酰壬二胺)、2Me-8C(聚环己二酰2-甲基辛二胺)、聚酰胺PACM12(聚双(4-氨基环己基)甲烷十二烷二酰胺)、聚酰胺二甲基PACM12(聚双(3-甲基氨基环己基)甲烷十二烷二酰胺、聚酰胺MXD6(聚己二酰间苯二甲胺)、聚酰胺10T(聚对苯二甲酰癸二胺)、聚酰胺11T(聚对苯二甲酰十一烷二胺)、聚酰胺12T(聚对苯二甲酰十二烷二胺)、聚酰胺10C(聚环己二酰癸二胺)、聚酰胺11C(聚环己二酰十一烷二胺)、聚酰胺12C(聚环己二酰十二烷二胺)等聚酰胺树脂中的任意一种或几种的混合。其中上述“Me”表示甲基。
上述聚酰胺树脂的熔点没有特别限定，优选为150℃以上，更优选为180℃以上，进一步优选为200℃以上。
玻璃纤维
玻璃纤维其主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等，根据玻璃中碱含量的多少，可分为无碱玻璃纤维(氧化钠0％～2％，属铝硼硅酸盐玻璃)、中碱玻璃纤维(氧化钠8％～12％，属含硼或不含硼的钠钙硅酸盐玻璃)和高碱玻璃纤维(氧化钠13％以上，属钠钙硅酸盐玻璃)。
玻璃纤维(英文原名为：glass fiber或fiberglass)是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几米个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。
玻璃纤维抗拉强度大，抗拉强度在标准状态下是6.3～6.9g/d，湿润状态5.4～5.8g/d。密度2.54。耐热性好，温度达300℃时对强度没影响。
在一种实施方式中，所述改性玻璃纤维的制备方法如下：
(1)将八(氨基苯基三氧硅烷)溶于在浓硫酸中，80℃～120℃下反应5～10h后，降至室温，倒入去离子水中，充分洗涤至中性后，过滤并于真空烘箱中120℃下干燥12h，得到部分磺化的八(氨基苯基三氧硅烷)；所述八(氨基苯基三氧硅烷)与所述浓硫酸的重量比为1：(10～18)；
(2)将上述得到的部分磺化的八(氨基苯基三氧硅烷)溶解于乙腈溶液中，加入对羟基苯甲酸，60℃下反应5～10h后，降至室温，倒入丙酮中，充分洗涤后，过滤并于真空烘箱中120℃下干燥12h；所述部分磺化的八(氨基苯基三氧硅烷)、所述对羟基苯甲酸的重量比为1：(1～5)；
(3)将上述得到的接枝对羟基苯甲酸的部分磺化的八(氨基苯基三氧硅烷)、乳化剂OP-10加入至纯化水中，搅拌1h，然后加入玻璃纤维，85℃下反应8～10h后，降至室温，倒入无水乙醇中，充分洗涤后，过滤并于真空烘箱中80℃下干燥12h；所述接枝对羟基苯甲酸的部分磺化的八(氨基苯基三氧硅烷)、所述乳化剂OP-10、所述玻璃纤维的重量比为1：(0.1～0.5)：(5～15)。
在一种实施方式中，所述聚酰胺树脂由脂肪族聚酰胺和包含芳香族成分的聚酰胺构成。
在一种实施方式中，所述脂肪族聚酰胺与所述包含芳香族成分的聚酰胺的重量比(0.01～1)：1。
在一种实施方式中，所述脂肪族聚酰胺与所述包含芳香族成分的聚酰胺的重量比(0.05～0.9)：1；优选地，所述脂肪族聚酰胺与所述包含芳香族成分的聚酰胺的重量比(0.3～0.5)：1。
在一种实施方式中，所述脂肪族聚酰胺包括聚己酰胺、聚十一酰胺、聚十二酰胺、聚己二酰丁二胺、聚己二酰戊二胺、聚己二酰己二胺、聚癸二酰己二胺、聚十二烷二酰己二胺、聚己二酰十一烷二胺、聚环己二酰己二胺、聚环己二酰2-甲基戊二胺、聚环己二酰壬二胺、聚环己二酰2-甲基辛二胺、聚双(4-氨基环己基)甲烷十二烷二酰胺、聚双(3-甲基氨基环己基)甲烷十二烷二酰胺、聚环己二酰癸二胺、聚环己二酰十一烷二胺、聚环己二酰十二烷二胺中的一种或多种；优选地，所述脂肪族聚酰胺包括聚己酰胺、聚己二酰己二胺、聚己二酰丁二胺、聚癸二酰己二胺、聚环己二酰癸二胺、聚环己二酰十一烷二胺、聚环己二酰十二烷二胺中的一种或多种；更优选地，所述脂肪族聚酰胺包括聚己酰胺、聚己二酰丁二胺。
在一种实施方式中，所述聚己酰胺与所述聚己二酰丁二胺的重量比为1：(0.2～0.5)。
在一种实施方式中，所述包含芳香族成分的聚酰胺包括聚对苯二甲酰己二胺、聚对苯二甲酰2-甲基戊二胺、聚对苯二甲酰壬二胺、聚对苯二甲酰2-甲基辛二胺、聚间苯二甲酰己二胺、聚己二酰间苯二甲胺、聚对苯二甲酰癸二胺、聚对苯二甲酰十一烷二胺、聚对苯二甲酰十二烷二胺中的一种或多种；优选地，所述包含芳香族成分的聚酰胺包括聚对苯二甲酰己二胺、聚对苯二甲酰2-甲基戊二胺、聚对苯二甲酰壬二胺、聚对苯二甲酰2-甲基辛二胺、聚间苯二甲酰己二胺、聚己二酰间苯二甲胺、聚对苯二甲酰癸二胺中的一种或多种；更优选地，所述包含芳香族成分的聚酰胺包括对苯二甲酰己二胺、聚对苯二甲酰2-甲基辛二胺、聚间苯二甲酰己二胺、聚己二酰间苯二甲胺中一种或多种。
在一种实施方式中，所述添加剂为接枝对羟基苯甲酸的二苯基二羟基硅烷和丙烯酸改性高岭土。
高岭土
高岭土是一种非金属矿产，是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土和粘土岩。因呈白色而又细腻，又称白云土。其质纯的高岭土呈洁白细腻、松软土状，具有良好的可塑性和耐火性等理化性质。高岭土类矿物是由高岭石、地开石、珍珠石、埃洛石等高岭石簇矿物组成，主要矿物成分是高岭石。
高岭石的晶体化学式为2SiO2·Al2O3·2H2O，其理论化学组成为46.54％的SiO2，39.5％的Al2O3，13.96％的H2O。高岭土类矿物属于1:1型层状硅酸盐，晶体主要由硅氧四面体和绍氢氧八面体组成，其中硅氧四面体以共用顶角的方式沿着二维方向连结形成六方排列的网格层，各个硅氧四面体未公用的尖顶氧均朝向一边；由硅氧四面体层和招氧八面体层公用硅氧四面体层的尖顶氧组成了1:1型的单位层。
在一种实施方式中，所述接枝对羟基苯甲酸的二苯基二羟基硅烷和丙烯酸改性高岭土的制备方法如下：
(1)将高岭土加入料桶温度为60℃高速混合机中，按重量比加入丙烯酸及BPO，搅拌0.5～2h后，出料，把高速混合机料桶温度升至120℃后，将上述物料倒回高速混合机中，高速搅拌0.5～1h后出料，得到丙烯酸高岭土；所述高岭土与所述丙烯酸、所述BPO的重量比为100：(10-20)：(0.1-0.2)；
(2)按重量比将二苯基二羟基硅烷以及对羟基苯甲酸溶解在多聚磷酸中，180℃下反应5～10h后，降至室温，倒入丙酮中，充分洗涤后，过滤并于真空烘箱中120℃下干燥12h，得到对羟基苯甲酸改性的二苯基二羟基硅烷；所述二苯基二羟基硅烷与所述对羟基苯甲酸、所述多聚磷酸的重量比为100：(1～10)：(10～20)；
(3)将步骤(1)中丙烯酸高岭土与步骤(2)对羟基苯甲酸二苯基二羟基硅烷加入料桶温度为120℃高速混合机中，高速搅拌0.5～2h后出料。
本发明通过丙烯酸AA的反应活性很高，其一端是强酸性的羧基，可与高岭土表面发生化学键合，在固相接枝的反应条件下，产物丙烯酸钙仍结合在高岭土表面，二苯基二羟基硅烷上接枝的对羟基苯甲酸与丙烯酸高岭土进行反应，得到的改性高岭土表面覆盖有机物含有羧基、羟基等的极性基团，使改性高岭土粒子具有表面亲油基团，提高聚酰胺与改性玻璃纤维的亲和性及改性玻璃纤维在聚酰胺树脂中的分散性。
在一种实施方式中，所述部分磺化的八(氨基苯基三氧硅烷)的磺化度为1～10％；优选地，所述部分磺化的八(氨基苯基三氧硅烷)的磺化度为5～8％。
磺化反应是指向有机分子引入磺酸基(SO3H)、磺酸盐基(如SO3Na)或磺酰卤基(SO2X)的化学反应，其中引入磺酰卤基的反应又可以定义为卤磺化反应。根据磺化反应所引入的取代基，磺化反应的产物可以是磺酸(RSO3H)、磺酸盐(RSO3M，M为铵或金属离子)或磺酰卤(RSO2X)。根据磺酸基中硫原子和有机物分子中相连的原子不同，得到的产物可以是与碳原子相连的磺酸化合物(RSO3H)；与氧原子相连的硫酸酯(ROSO3H)；与氮原子相连的磺胺化合物(RNHSO3H)。
磺化剂的种类较多，反应机理也不一样。有的是亲电反应，如硫酸、三氧化硫、发烟硫酸等；有的是亲核反应，如亚硫酸钠、亚硫酸氢钠等；有的是自由基反应，如二氧化硫与氯气、二氧化硫与氧气等。苯环上的磺化是亲电反应。首先是亲电试剂进攻苯环，生成碳正离子，然后失去一个质子，生成苯磺酸或取代苯磺酸。
常用的磺化剂有三氧化硫、浓硫酸、发烟硫酸、氯磺酸。
三氧化硫是一种无色易升华固体，具有三种物相。使用三氧化硫作为磺化剂反应速度快，设备容积小，并且不需要额外加热。由于三氧化硫的活性大、反应能力强，且不会生成水，三氧化硫的用量可以接近理论量，在磺化之后不需要浓缩废酸，不用中和废酸而产生多余的中性盐，具有其它磺化剂无法比拟的优点。但是其缺点是磺化反应放热剧烈，容易导致底物分解或生成砜类等副产物，并且反应物的粘度高，给传热带来困难。
浓硫酸是一种具有高度腐蚀性的强矿物酸，浓硫酸具有强氧化性、脱水性、强腐蚀性、难挥发性、酸性、吸水性。浓硫酸作为磺化剂时，发生的副反应较少，但是磺化反应的反应速率较慢。每生成1mol磺化产物同时会生成1mol水，会使浓硫酸的浓度下降，同时为了使磺化反应顺利进行，需要加入过量的硫酸脱水，一般加入的浓硫酸的量为反应物的3-4倍。
发烟硫酸是三氧化硫溶于浓硫酸的产物，通常有两种规格，即含游离三氧化硫为20％-25％和60％-65％。这两种发烟硫酸的凝固点低，常温下为液体，便于使用和运输。发烟硫酸作为磺化剂时，反应速度快，反应温度较低，同时具有工艺简单、设备投资低、易操作等优点。缺点是对有机物的作用过于剧烈，常伴有氧化，生成砜等副产品。此外，磺化后会产生水。
氯磺酸是一种无色或淡黄色的液体，具有辛辣气味，在空气中发烟，是硫酸的一个羟基被氯取代后形成的化合物。氯磺酸作为磺化剂使用时，反应能力强，反应条件温和，得到的产品较纯。副产物为氯化氢，可以在负压下排出，有利于反应完全进行。缺点是价格较高，且分子量大，引入一个磺酸基的磺化剂用量见多。此外，反应中产生的氯化氢具有强腐蚀性。
在一种实施方式中，所述磺化反应的磺化剂为浓硫酸、发烟硫酸、氯磺酸中一种或多种；优选地，所述磺化剂为浓硫酸。
本发明的另一方面提供了高强度透纤尼龙复合材料的制备方法，至少包括以下步骤：
(1)按照重量份数称取各组分原料，将聚酰胺树脂、改性玻璃纤维混合后，加入高速搅拌机中，于60～100℃下，搅拌60～120min；
(2)向步骤(1)中加入添加剂，继续搅拌20～60min，得到混合物料；
(3)将步骤(2)中的混合物料加入双螺杆挤出机，控制螺杆转速为200～400r/min，温度为200～300℃，熔融挤出造粒得到高强度透纤尼龙复合材料。
本发明通过接枝对羟基苯甲酸的部分磺化的八(氨基苯基三氧硅烷)与玻璃纤维反应得到改性玻璃纤维，使玻璃纤维表面覆盖有羟基、羧基极性基团，在聚酰胺与改性的玻璃纤维进行复合时，可以诱导聚合物在玻璃纤维表面结晶，既改善了聚合物的结晶性能又可以提高玻璃纤维和聚合物基体的界面结合；另外八(氨基苯基三氧硅烷)具有刚性结构，提高了高强度透纤尼龙复合材料的刚性；通过改性玻璃纤维和改性高岭土的综合作用，本发明中高强度透纤尼龙复合材料具有强度高、耐温佳、低翘曲、外观及涂装性佳以及有一定的透明度。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的，购于国药化学试剂。
实施例1
所述高强度透纤尼龙复合材料原料如下：聚酰胺树脂60份、改性玻璃纤维40份、添加剂4份；所述改性玻璃纤维为接枝对羟基苯甲酸的部分磺化的八(氨基苯基三氧硅烷)与玻璃纤维反应得到；所述添加剂为接枝对羟基苯甲酸的二苯基二羟基硅烷和丙烯酸改性高岭土。
所述高强度透纤尼龙复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数称取各组分原料，将聚酰胺树脂、改性玻璃纤维混合后，加入高速搅拌机中，于80℃下，搅拌100min；所述聚酰胺树脂由脂肪族聚酰胺和包含芳香族成分的聚酰胺构成；所述脂肪族聚酰胺与所述包含芳香族成分的聚酰胺的重量比0.36：1；所述脂肪族聚酰胺包括聚己酰胺、聚己二酰丁二胺；所述聚己酰胺与所述聚己二酰丁二胺的重量比为1：0.32；所述包含芳香族成分的聚酰胺为聚己二酰间苯二甲胺；
(2)向步骤(1)中加入添加剂，继续搅拌40min，得到混合物料；
(3)将步骤(2)中的混合物料加入双螺杆挤出机，控制螺杆转速为300r/min，温度为286℃，熔融挤出造粒得到高强度透纤尼龙复合材料。
所述改性玻璃纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)将八(氨基苯基三氧硅烷)溶于在浓硫酸中，110℃下反应8h后，降至室温，倒入去离子水中，充分洗涤至中性后，过滤并于真空烘箱中120℃下干燥12h，得到部分磺化的八(氨基苯基三氧硅烷)；所述八(氨基苯基三氧硅烷)与所述浓硫酸的重量比为1：13；
(2)将上述得到的部分磺化的八(氨基苯基三氧硅烷)溶解于乙腈溶液中，加入对羟基苯甲酸，60℃下反应7h后，降至室温，倒入丙酮中，充分洗涤后，过滤并于真空烘箱中120℃下干燥12h；所述部分磺化的八(氨基苯基三氧硅烷)、所述对羟基苯甲酸的重量比为1：4；
(3)将上述得到的接枝对羟基苯甲酸的部分磺化的八(氨基苯基三氧硅烷)、乳化剂OP-10加入至纯化水中，搅拌1h，然后加入玻璃纤维，85℃下反应8h后，降至室温，倒入无水乙醇中，充分洗涤后，过滤并于真空烘箱中80℃下干燥12h；所述接枝对羟基苯甲酸的部分磺化的八(氨基苯基三氧硅烷)、所述乳化剂OP-10、所述玻璃纤维的重量比为1：0.18：13。
所述接枝对羟基苯甲酸的二苯基二羟基硅烷和丙烯酸改性高岭土的制备方法，包括以下步骤：
(1)将高岭土加入料桶温度为60℃高速混合机中，按重量比加入丙烯酸及BPO，搅拌1h后，出料，把高速混合机料桶温度升至120℃后，将上述物料倒回高速混合机中，高速搅拌1h后出料，得到丙烯酸高岭土；所述高岭土与所述丙烯酸、所述BPO的重量比为100：16：0.14；
(2)按重量比将二苯基二羟基硅烷以及对羟基苯甲酸溶解在多聚磷酸中，180℃下反应10h后，降至室温，倒入丙酮中，充分洗涤后，过滤并于真空烘箱中120℃下干燥12h，得到对羟基苯甲酸改性的二苯基二羟基硅烷；所述二苯基二羟基硅烷与所述对羟基苯甲酸、所述多聚磷酸的重量比为100：3：15；
(3)将步骤(1)中丙烯酸高岭土与步骤(2)对羟基苯甲酸二苯基二羟基硅烷加入料桶温度为120℃高速混合机中，高速搅拌2h后出料。
实施例2
所述高强度透纤尼龙复合材料原料如下：聚酰胺树脂65份、改性玻璃纤维35份、添加剂4份；所述改性玻璃纤维为接枝对羟基苯甲酸的部分磺化的八(氨基苯基三氧硅烷)与玻璃纤维反应得到；所述添加剂为接枝对羟基苯甲酸的二苯基二羟基硅烷和丙烯酸改性高岭土。
所述高强度透纤尼龙复合材料的制备方法、所述改性玻璃纤维的制备方法及所述接枝对羟基苯甲酸的二苯基二羟基硅烷和丙烯酸改性高岭土的制备方法同实施例1。
实施例3
所述高强度透纤尼龙复合材料原料如下：聚酰胺树脂30份、改性玻璃纤维70份、添加剂10份；所述改性玻璃纤维为接枝对羟基苯甲酸的部分磺化的八(氨基苯基三氧硅烷)与玻璃纤维反应得到；所述添加剂为接枝对羟基苯甲酸的二苯基二羟基硅烷和丙烯酸改性高岭土。
所述高强度透纤尼龙复合材料的制备方法、所述改性玻璃纤维的制备方法及所述接枝对羟基苯甲酸的二苯基二羟基硅烷和丙烯酸改性高岭土的制备方法同实施例1。
实施例4
所述高强度透纤尼龙复合材料原料如下：聚酰胺树脂70份、改性玻璃纤维30份、添加剂3份；所述改性玻璃纤维为接枝对羟基苯甲酸的部分磺化的八(氨基苯基三氧硅烷)与玻璃纤维反应得到；所述添加剂为接枝对羟基苯甲酸的二苯基二羟基硅烷和丙烯酸改性高岭土。
所述高强度透纤尼龙复合材料的制备方法、所述改性玻璃纤维的制备方法及所述接枝对羟基苯甲酸的二苯基二羟基硅烷和丙烯酸改性高岭土的制备方法同实施例1。
实施例5
所述高强度透纤尼龙复合材料原料如下：聚酰胺树脂60份、改性玻璃纤维40份、添加剂4份；所述改性玻璃纤维为接枝对羟基苯甲酸的部分磺化的八(氨基苯基三氧硅烷)与玻璃纤维反应得到；所述添加剂为接枝对羟基苯甲酸的二苯基二羟基硅烷和丙烯酸改性高岭土。
所述高强度透纤尼龙复合材料的制备方法、所述改性玻璃纤维的制备方法及所述接枝对羟基苯甲酸的二苯基二羟基硅烷和丙烯酸改性高岭土的制备方法同实施例1。
区别特征在于所述高强度透纤尼龙复合材料的制备方法中所述脂肪族聚酰胺为聚己酰胺。
实施例6
所述高强度透纤尼龙复合材料原料如下：聚酰胺树脂60份、改性玻璃纤维40份、添加剂4份；所述改性玻璃纤维为接枝对羟基苯甲酸的部分磺化的八(氨基苯基三氧硅烷)与玻璃纤维反应得到；所述添加剂为接枝对羟基苯甲酸的二苯基二羟基硅烷和丙烯酸改性高岭土。
所述高强度透纤尼龙复合材料的制备方法、所述改性玻璃纤维的制备方法及所述接枝对羟基苯甲酸的二苯基二羟基硅烷和丙烯酸改性高岭土的制备方法同实施例1。
区别特征在于所述高强度透纤尼龙复合材料的制备方法中所述脂肪族聚酰胺与所述包含芳香族成分的聚酰胺的重量比0.3：1。
实施例7
所述高强度透纤尼龙复合材料原料如下：聚酰胺树脂60份、改性玻璃纤维40份、添加剂4份；所述改性玻璃纤维为接枝对羟基苯甲酸的部分磺化的八(氨基苯基三氧硅烷)与玻璃纤维反应得到；所述添加剂为接枝对羟基苯甲酸的二苯基二羟基硅烷和丙烯酸改性高岭土。
所述高强度透纤尼龙复合材料的制备方法、所述改性玻璃纤维的制备方法及所述接枝对羟基苯甲酸的二苯基二羟基硅烷和丙烯酸改性高岭土的制备方法同实施例1。
区别特征在于所述高强度透纤尼龙复合材料的制备方法中所述脂肪族聚酰胺与所述包含芳香族成分的聚酰胺的重量比1：1。
实施例8
所述高强度透纤尼龙复合材料原料如下：聚酰胺树脂60份、改性玻璃纤维40份、添加剂4份；所述改性玻璃纤维为接枝对羟基苯甲酸的部分磺化的八(氨基苯基三氧硅烷)与玻璃纤维反应得到；所述添加剂为接枝对羟基苯甲酸的二苯基二羟基硅烷和丙烯酸改性高岭土。
所述高强度透纤尼龙复合材料的制备方法、所述改性玻璃纤维的制备方法及所述接枝对羟基苯甲酸的二苯基二羟基硅烷和丙烯酸改性高岭土的制备方法同实施例1。
区别特征在于所述高强度透纤尼龙复合材料的制备方法中所述聚酰胺树脂由脂肪族聚酰胺构成。
实施例9
所述高强度透纤尼龙复合材料原料如下：聚酰胺树脂60份、改性玻璃纤维40份、添加剂4份；所述改性玻璃纤维为接枝对羟基苯甲酸的部分磺化的八(氨基苯基三氧硅烷)与玻璃纤维反应得到；所述添加剂为接枝对羟基苯甲酸的二苯基二羟基硅烷和丙烯酸改性高岭土。
所述高强度透纤尼龙复合材料的制备方法、所述改性玻璃纤维的制备方法及所述接枝对羟基苯甲酸的二苯基二羟基硅烷和丙烯酸改性高岭土的制备方法同实施例1。
区别特征在于所述高强度透纤尼龙复合材料的制备方法中所述聚酰胺树脂由包含芳香族成分的聚酰胺构成。
对比例1
所述高强度透纤尼龙复合材料原料如下：聚酰胺树脂60份、玻璃纤维40份、添加剂4份；所述添加剂为接枝对羟基苯甲酸的二苯基二羟基硅烷和丙烯酸改性高岭土。
所述高强度透纤尼龙复合材料的制备方法及所述接枝对羟基苯甲酸的二苯基二羟基硅烷和丙烯酸改性高岭土的制备方法同实施例1。
对比例2
所述高强度透纤尼龙复合材料原料如下：聚酰胺树脂60份、改性玻璃纤维40份、添加剂4份；所述改性玻璃纤维为接枝对羟基苯甲酸的部分磺化的八(氨基苯基三氧硅烷)与玻璃纤维反应得到；所述添加剂为高岭土。
所述高强度透纤尼龙复合材料的制备方法及所述改性玻璃纤维的制备方法同实施例1。
对比例3
所述高强度透纤尼龙复合材料原料如下：聚酰胺树脂60份、玻璃纤维40份、添加剂4份；所述添加剂为高岭土。
所述高强度透纤尼龙复合材料的制备方法同实施例1。
性能测试
1、拉伸强度：按照ISO-527/2进行测定。
2、断裂伸长率：按照ISO-527/2进行测定。
3、悬臂梁缺口冲击强度：按照ISO-180进行测定。
4、弯曲强度、弯曲模量：按照ISO-178进行测定。
表1性能测试结果
从上述测试结果中可以看出，与未改性的玻璃纤维、未改性的高岭土相比，本发明提供的高强度透纤尼龙复合材料具有强度高、耐温佳、低翘曲、外观及涂装性佳以及有一定透明度。
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (9)

1.一种高强度透纤尼龙复合材料，其特征在于，以重量份计，至少包括以下原料：聚酰胺树脂30～70份、改性玻璃纤维20～70份、添加剂1～10份；其中所述改性玻璃纤维为接枝对羟基苯甲酸的部分磺化的八(氨基苯基三氧硅烷)与玻璃纤维反应得到，所述添加剂为接枝对羟基苯甲酸的二苯基二羟基硅烷和丙烯酸改性高岭土。
2.根据权利要求1所述高强度透纤尼龙复合材料，其特征在于，以重量份计，至少包括以下原料：聚酰胺树脂35～70份、改性玻璃纤维30～70份、添加剂1～8份。
3.根据权利要求1所述高强度透纤尼龙复合材料，其特征在于，所述聚酰胺树脂由脂肪族聚酰胺和包含芳香族成分的聚酰胺构成。
4.根据权利要求3所述高强度透纤尼龙复合材料，其特征在于，所述脂肪族聚酰胺与所述包含芳香族成分的聚酰胺的重量比(0.01～1)：1。
5.根据权利要求4所述高强度透纤尼龙复合材料，其特征在于，所述脂肪族聚酰胺与所述包含芳香族成分的聚酰胺的重量比(0.05～0.9)：1。
6.根据权利要求3所述高强度透纤尼龙复合材料，其特征在于，所述脂肪族聚酰胺包括聚己酰胺、聚十一酰胺、聚十二酰胺、聚己二酰丁二胺、聚己二酰戊二胺、聚己二酰己二胺、聚癸二酰己二胺、聚十二烷二酰己二胺、聚己二酰十一烷二胺、聚环己二酰己二胺、聚环己二酰2-甲基戊二胺、聚环己二酰壬二胺、聚环己二酰2-甲基辛二胺、聚双(4-氨基环己基)甲烷十二烷二酰胺、聚双(3-甲基氨基环己基)甲烷十二烷二酰胺、聚环己二酰癸二胺、聚环己二酰十一烷二胺、聚环己二酰十二烷二胺中的一种或多种。
7.根据权利要求3所述高强度透纤尼龙复合材料，其特征在于，所述包含芳香族成分的聚酰胺包括聚对苯二甲酰己二胺、聚对苯二甲酰2-甲基戊二胺、聚对苯二甲酰壬二胺、聚对苯二甲酰2-甲基辛二胺、聚间苯二甲酰己二胺、聚己二酰间苯二甲胺、聚对苯二甲酰癸二胺、聚对苯二甲酰十一烷二胺、聚对苯二甲酰十二烷二胺中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述高强度透纤尼龙复合材料，其特征在于，所述部分磺化的八(氨基苯基三氧硅烷)的磺化度为1～10％。
9.如权利要求1～8之一所述高强度透纤尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
(1)按照重量份数称取各组分原料，将聚酰胺树脂、改性玻璃纤维混合后，加入高速搅拌机中，于60～100℃下，搅拌60～120min；
(2)向步骤(1)中加入添加剂，继续搅拌20～60min，得到混合物料；所述添加剂为接枝对羟基苯甲酸的二苯基二羟基硅烷和丙烯酸改性高岭土；
(3)将步骤(2)中的混合物料加入双螺杆挤出机，控制螺杆转速为200～400r/min，温度为200～300℃，熔融挤出造粒得到高强度透纤尼龙复合材料。
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