CN116790116B - 半芳香族聚酰胺组合物及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种半芳香族聚酰胺组合物及其制备方法和应用。以质量百分数计，该半芳香族聚酰胺组合物包括如下组分：49％～61.7％的半芳香族聚酰胺、35％～45％的碳纤维、3％～5％的脂肪族聚酰胺以及0.3％～1％的染料；所述半芳香族聚酰胺为PA6T/6I与PAMXD6的混合物或PA6T/6I；所述PA6T/6I中，6T与6I的摩尔比为(68～72):(28～32)；所述PA6T/6I与PAMXD6的混合物中，所述PA6T/6I与所述PAMXD6的质量比为(70～92):(8～30)；所述碳纤维的单丝直径为5μm～7μm，所述碳纤维的弹性模量e满足240GPa≤e≤380GPa。

Description

半芳香族聚酰胺组合物及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别是涉及一种半芳香族聚酰胺组合物及其制备方法与应用。

背景技术

聚酰胺是分子主链上含有重复酰胺基团的热塑性树脂的总称，其具有优异的力学性能、摩擦磨损性能、自润滑性、吸震以及消音等性能，并且耐油、碱、弱酸和一般有机溶剂，然而缺点是吸水性大，从而影响尺寸稳定性和电性能。聚酰胺分为脂肪族聚酰胺、芳香族聚酰胺、半芳香族聚酰胺、聚亚酰胺与共聚酰胺，其中半芳香族聚酰胺是分子主链既含芳环又含脂肪链的一类聚酰胺的统称。

随着“以塑代钢”转型升级的稳步推进，对塑胶材料的机械性能的要求逐渐提高。虽然在产品设计过程中，可以通过结构设计或增加壁厚的方式来弥补塑胶材料机械强度的不足，但还是亟需一种兼顾材料刚性和表面外观的复合材料来进一步推进以塑代钢的应用。传统方法为了进一步提升半芳香族聚酰胺的强度，通常会在体系中加入高含量的玻璃纤维、碳纤维等增强材料，但是即便如此，复合材料的弹性模量也很难达到30GPa以上。同时，在高比例的玻璃纤维、碳纤维的填充下，材料的流动性会明显变差，导致容易出现“浮纤”等表面问题。综上，对半芳香族聚酰胺的传统改性难以兼顾材料的机械性能和表面外观。

发明内容

基于此，本发明提供了一种半芳香族聚酰胺组合物，本发明的半芳香族聚酰胺组合物同时具备高刚性与良好的外观效果。

本发明通过如下技术方案实现。

一种半芳香族聚酰胺组合物，以质量百分数计，包括如下组分：

所述半芳香族聚酰胺为PA6T/6I与PAMXD6的混合物或PA6T/6I；所述PA6T/6I中，6T与6I的摩尔比为(68～72):(28～32)；

所述PA6T/6I与PAMXD6的混合物中，所述PA6T/6I与所述PAMXD6的质量比为(70～92):(8～30)；

所述碳纤维的单丝直径为5μm～7μm，所述碳纤维的弹性模量e满足240GPa≤e≤380GPa。

在其中一个实施例中，所述PA6T/6I是通过将包括己二胺、对苯二甲酸、间苯二甲酸、催化剂与成核剂的原料在210℃～240℃条件下进行聚合反应制备得到。

在其中一个实施例中，所述染料为苯胺黑。

在其中一个实施例中，按照ASTM D 789-2006方法测得所述PA6T/6I的相对粘度为2.2～2.7。

在其中一个实施例中，按照ASTM D 789-2006方法测得所述PAMXD6的相对粘度为2.4～2.9。

在其中一个实施例中，所述PA6T/6I与PAMXD6的混合物中，所述PA6T/6I与所述PAMXD6的质量比为(65～85.5):(14.5～35)。

在其中一个实施例中，所述脂肪族聚酰胺为PA66。

在其中一个实施例中，按照ASTM D 789-2006方法测得所述PA66的相对粘度为2.7～3.2。

本发明还提供一种如上所述的半芳香族聚酰胺组合物的制备方法，包括如下步骤：

混合各组分，熔融，造粒，挤出。

在其中一个实施例中，在双螺杆挤出机中进行，双螺杆挤出机的条件包括：螺杆长径比为48:1，螺筒温度为260℃～340℃，螺杆转速为200rpm～400rpm。

本发明还提供如上所述的半芳香族聚酰胺组合物在汽车、运动器材、医疗器械或航空领域中的应用。

与现有技术相比较，本发明的半芳香族聚酰胺组合物具有如下有益效果：

本发明的半芳香族聚酰胺组合物中以PA6T/6I或PA6T/6I与PAMXD6的混合物作为基体，通过限定6T与6I单元的摩尔比例以提高组合物的刚性，再与具有特定纤维直径和弹性模量的碳纤维复配使用，使得碳纤维与半芳香族聚酰胺之间具有较好的界面结合效果，提升组合物刚性的同时也能进一步优化组合物的表面外观。此外，PAMXD6和PA6T/6I在一定质量配比范围内不仅能进一步提升组合物的刚性，还由于MXD6与PA6T/6I之间的酰胺交换作用，可以在一定程度上减缓两种材料的结晶速度，最终获得了较好的外观效果，明显改善“浮纤”问题。

综上，本发明的半芳香族聚酰胺组合物同时具备大于32GPa的高刚性与良好的外观效果。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关实施例对本发明进行更全面的描述。实施例中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。

本发明中的词语“优选地”、“更优选地”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。

当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。

除非另外指明，所有百分比、分数和比率都是按本发明组合物的总质量计算的。除非另外指明，有关所列成分的所有质量均给予活性物质的含量，因此它们不包括在可商购获得的材料中可能包含的溶剂或副产物。本文术语“质量百分比含量”可用符号“％”表示。除非另外指明，在本文中所有的分子量都是以道尔顿为单位表示的重均分子量。除非另外指明，在本文中所有配制和测试发生在25℃的环境。本文中“包括”、“包含”、“含”、“含有”、“具有”或其它变体意在涵盖非封闭式包括，这些术语之间不作区分。术语“包含”是指可加入不影响最终结果的其它步骤和成分。本发明的组合物和方法/工艺包含、由其组成和基本上由本文描述的必要元素和限制项以及本文描述的任一的附加的或任选的成分、组份、步骤或限制项组成。本文中术语“效能”、“性能”、“效果”、“功效”之间不作区分。

本发明实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本发明实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本发明实施例说明书公开的范围之内。具体地，本发明实施例说明书中所述的重量可以是ug、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明提供了一种半芳香族聚酰胺组合物，以质量百分数计，包括如下组分：

半芳香族聚酰胺为PA6T/6I与PAMXD6的混合物或PA6T/6I；PA6T/6I中，6T与6I的摩尔比为(68～72):(28～32)；

PA6T/6I与PAMXD6的混合物中，PA6T/6I与PAMXD6的质量比为(70～92):(8～30)；

碳纤维的单丝直径为5μm～7μm，碳纤维的弹性模量e满足240GPa≤e≤380GPa，e包括但不限于240GPa、250GPa、260GPa、270GPa、280GPa、290GPa、310GPa、320GPa、330GPa、340GPa、350GPa和380GPa，优选地，e为240GPa～290GPa。

本发明通过在半芳香族聚酰胺组合物中选择PA6T/6I作为基体，同时限定了6T与6I单元的摩尔比例以提高组合物的刚性，再与具有特定纤维直径和弹性模量的碳纤维复配使用，使得碳纤维与半芳香族聚酰胺之间具有较好的界面结合效果，提升材料刚性的同时也能进一步优化材料的表面外观。同时，本发明人意外发现还可以在组合物中加入半芳香族聚酰胺PAMXD6，并限定PAMXD6和PA6T/6I的质量配比，不仅能进一步提升组合物的刚性，还由于MXD6与PA6T/6I之间的酰胺交换作用，一定程度上可以减缓两种材料的结晶速度，在配合高模温的情况下，复合材料获得了较好的外观效果，明显改善“浮纤”问题。

在一个具体的示例中，碳纤维的原丝类型为聚丙烯腈基。可以理解地，在本发明中，碳纤维使用聚丙烯腈制备的PAN系碳纤维。

可以理解地，在本发明中，PA6T/6I为聚对苯二甲酰/间苯二甲酰己二胺。单体中的二酸为对苯二甲酸与间苯二甲酸，单体中的二胺为己二胺。

可以理解地，在本发明中，PAMXD6为聚己二酰间苯二甲胺。单体中的二酸为己二酸，单体中的二胺为间苯二甲胺。

在一个具体的示例中，PA6T/6I是通过将包括己二胺、对苯二甲酸、间苯二甲酸、催化剂与成核剂的原料在210℃～240℃条件下进行聚合反应制备得到。

更具体地，PA6T/6I的制备包括如下步骤：

在压力釜中混合己二胺、对苯二甲酸、间苯二甲酸、催化剂、成核剂与水，抽真空，充入惰性气体，升温至210℃～220℃，保温0.5h～1.5h，然后升温至230℃～240℃，在230℃～240℃的恒温条件与2.1MPa～2.3MPa的恒压条件下保持1.5h～2.5h，出料，干燥，制备预聚产物；将预聚产物固相增粘8h～12h，制备PA6T/6I。

在一个具体的示例中，染料为苯胺黑。

本发明筛选苯胺黑作为染料，其通过自身的“着色”作用可以有效地遮盖因为浮纤导致的白斑，况且苯胺黑不具有像传统黑色颜料一样的“成核作用”，不会加快体系的结晶速度，进一步改善复合材料的表面效果。

在一个具体的示例中，成核剂为苯甲酸。

在一个具体的示例中，催化剂为次磷酸钠。

在一个具体的示例中，惰性气体为氮气。

在一个具体的示例中，对苯二甲酸与间苯二甲酸的摩尔比为70:30。

在一个具体的示例中，己二胺与对苯二甲酸的摩尔比为102:70。

在一个具体的示例中，己二胺与间苯二甲酸的摩尔比为102:30。

在一个具体的示例中，成核剂的物质的量为己二胺、对苯二甲酸与间苯二甲酸物质的量之和的2％～3％。更具体地，成核剂的物质的量为己二胺、对苯二甲酸与间苯二甲酸物质的量之和的2.5％。

在一个具体的示例中，催化剂的重量为己二胺、对苯二甲酸、间苯二甲酸、催化剂与成核剂的重量之和的0.05％～0.15％。更具体地，催化剂的重量为己二胺、对苯二甲酸、间苯二甲酸、催化剂与成核剂的重量之和的0.1％。

在一个具体的示例中，水的重量为总投料重量的25％～35％。更具体地，水的重量为总投料重量的30％。

在一个具体的示例中，固相增粘的条件包括：温度为220℃～280℃，真空度为45Pa～55Pa。更具体地，固相增粘的条件包括：温度为250℃，真空度为50Pa。

在一个具体的示例中，按照ASTM D 789-2006方法测得PA6T/6I的相对粘度为2.2～2.7。

在一个具体的示例中，PAMXD6的制备包括如下步骤：

在压力釜中混合间苯二甲胺、己二酸、催化剂、成核剂与水，抽真空，充入惰性气体，升温至210℃～220℃，保温0.5h～1.5h，然后升温至230℃～240℃，在230℃～240℃的恒温条件与2.1MPa～2.3MPa的恒压条件下保持1.5h～2.5h，出料，干燥，制备预聚产物；将预聚产物固相增粘8h～12h，制备PAMXD6。

在一个具体的示例中，成核剂为苯甲酸。

在一个具体的示例中，催化剂为次磷酸钠。

在一个具体的示例中，惰性气体为氮气。

在一个具体的示例中，间苯二甲胺与己二酸的摩尔比为(102～104):100。

在一个具体的示例中，成核剂的物质的量为间苯二甲胺与己二酸的物质的量之和的2％～3％。更具体地，成核剂的物质的量为间苯二甲胺与己二酸的物质的量之和的2.5％。

在一个具体的示例中，催化剂的重量为间苯二甲胺、己二酸、催化剂与成核剂的重量之和的0.05％～0.15％。更具体地，催化剂的重量为间苯二甲胺、己二酸、催化剂与成核剂的重量之和的0.1％。

在一个具体的示例中，水的重量为总投料重量的25％～35％。更具体地，水的重量为总投料重量的30％。

在一个具体的示例中，固相增粘的条件包括：温度为220℃～280℃，真空度为45Pa～55Pa。更具体地，固相增粘的条件包括：温度为250℃，真空度为50Pa。

在一个具体的示例中，按照ASTM D 789-2006方法测得PAMXD6的相对粘度为2.4～2.9，包括但不限于2.4、2.5、2.6、2.7、2.8和2.9。

在一个具体的示例中，PA6T/6I与PAMXD6的混合物中，PA6T/6I与PAMXD6的质量比为(70～85.5):(14.5～30)。

在一个具体的示例中，脂肪族聚酰胺为PA66。

本发明通过引入聚酰胺PA66与PA6T/6I进行酰胺交换作用来减缓材料的结晶速度，达到改善浮纤的效果。同时，由于该体系的加工温度高，超过了300℃，PA66的熔点高(265℃)，可在这个体系中适用，并且在PA6T/6I的加工温度下，PA66具有远超PA6T/6I和MXD6的流动性，从而可以在注塑的“喷泉”流动中在制件的皮层富集，达到遮盖“浮纤”的效果。

在一个具体的示例中，按照ASTM D 789-2006方法测得PA66的相对粘度为2.7～3.2。更具体地，PA66的相对粘度为2.7。

本发明还提供一种上述半芳香族聚酰胺组合物的制备方法，包括如下步骤：

混合组分，然后熔融，造粒，挤出。

在一个具体的示例中，在双螺杆挤出机中进行，双螺杆挤出机的条件包括：螺杆长径比为48:1，螺筒温度为260℃～340℃，螺杆转速为200rpm～400rpm。

本发明还提供上述半芳香族聚酰胺组合物在汽车、运动器材、医疗器械或航空领域中的应用。

以下结合具体实施例对本发明的半芳香族聚酰胺组合物及其制备方法做进一步详细的说明。以下实施例中所用的原料，如无特别说明，均为市售产品。

半芳香族聚酰胺：

PA6T/6I-1：6T/6I＝70/30，相对粘度2.2，自制；

PA6T/6I-2：6T/6I＝68/32，相对粘度2.2，自制；

PA6T/6I-3：6T/6I＝72/28，相对粘度2.2，自制；

PA6T/6I-4：6T/6I＝80/20，相对粘度2.1，自制；

PA6T/6I-5：6T/6I＝60/40，相对粘度2.2，自制；

上述相对粘度的测试参照ASTM D 789-2006进行测试。

上述PA6T/6I的自制步骤为：在压力釜中按照摩尔比为102:(60～80):(20～40)加入己二胺、对苯二甲酸和间苯二甲酸单体；再加入苯甲酸、次磷酸钠(催化剂)和去离子水；苯甲酸物质的量为己二胺、对苯二甲酸和间苯二甲酸总物质的量的2.5％，次磷酸钠重量为除去离子水外其他投料重量的0.1％，去离子水重量为总投料重量的30％；抽真空充入高纯氮气作为保护气，在搅拌下2小时内升温到220℃，将反应混合物在220℃搅拌1小时，然后在搅拌下使反应物的温度升高到230℃；反应在230℃的恒温和2.2MPa的恒压下继续进行2小时，通过移去所形成的水而保持压力恒定，反应完成后出料，预聚物于80℃下真空干燥24小时，得到预聚产物，预聚产物在250℃、50Pa真空条件下固相增粘10小时，得到相应结构的PA6T/6I。

PAMXD6：相对粘度2.4，自制；相对粘度的测试参照ASTM D 789-2006进行测试。

上述PAMXD6的自制步骤为：在压力釜中按照摩尔比为(102～104):100加入间苯二甲胺与己二酸单体；再加入苯甲酸、次磷酸钠(催化剂)和去离子水；苯甲酸物质的量为间苯二甲胺与己二酸总物质的量的2.5％，次磷酸钠重量为除去离子水外其他投料重量的0.1％，去离子水重量为总投料重量的30％；抽真空充入高纯氮气作为保护气，在搅拌下2小时内升温到220℃，将反应混合物在220℃搅拌1小时，然后在搅拌下使反应物的温度升高到230℃；反应在230℃的恒温和2.2MPa的恒压下继续进行2小时，通过移去所形成的水而保持压力恒定，反应完成后出料，预聚物于80℃下真空干燥24小时，得到预聚产物，预聚产物在250℃、50Pa真空条件下固相增粘10小时，得到相应结构的PAMXD6。

碳纤维：

碳纤维-1：-J/E STS40，PAN系，单丝直径7μm，弹性模量240GPa，帝人公司；

碳纤维-2：-J IMS60，PAN系，单丝直径5μm，弹性模量290GPa，帝人公司；

碳纤维-3：-J UMS40，PAN系，单丝直径5μm，弹性模量390GPa，帝人公司；

碳纤维-4：PX35-65，PAN系，单丝直径9μm，弹性模量240GPa，Zoltek公司；

脂肪族聚酰胺：

PA66：相对粘度2.7，PA66 EPR27，中国平煤神马集团；

染料：

苯胺黑：Paliotol Black L0080，德国巴斯夫公司。

炭黑：M717，美国卡博特公司。

根据表1中所述的具体实施例1～13和表2中所述的对比例1～14的配方用量(质量百分比)将各组分混合均匀后加入双螺杆挤出机，经熔融造粒挤出，得到碳纤维增强的半芳香族聚酰胺组合物。其中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为48:1，螺筒温度为260℃～340℃，螺杆转速为200rpm～400rpm。

表1

实施例	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
														PA6T/6I-1	55.4	47	38.8	50.9	-	-	51.3	42.8	47.9	46.2	47.3	46.8	47
PA6T/6I-2	-	-	-	-	47	-	-	-	-	-	-	-	-
														PA6T/6I-3	-	-	-	-	-	47	-	-	-	-	-	-	-
PAMXD6		8.4	16.6	4.5	8.4	8.4	9.1	7.6	8.5	8.2	8.4	8.2	8.4
														碳纤维-1	40	40	40	40	40	40	35	45	40	40	40	40	-
碳纤维-2	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	40
														PA66	4	4	4	4	4	4	4	4	3	5	4	4	4
苯胺黑	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.3	1	0.6
														炭黑	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-

表2

对比例	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
															PA6T/6I-1	60	-	64.1	38.6	54.4	30.4	47	49.6	42	47.5	45.9	47	-	42.8
PA6T/6I-4	-	55.4	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
															PA6T/6I-5	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	42.8	-
PAMXD6	-	-	11.3	6.8	1	25	8.4	8.8	7.4	8.4	8.1	8.4	7.6	7.6
															碳纤维-1	40	40	20	50	40	40	-	40	40	40	40	-	45	45
碳纤维-3	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	40	-	-
															碳纤维-4	-	-	-	-	-	-	40	-	-	-	-	-	-	-
PA66	-	4	4	4	4	4	4	1	10	4	4	4	4	4
															苯胺黑	-	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.1	2	0.6	0.6	-
炭黑	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0.6

注：表中“-”表示未添加该物质。

性能测试

对上述实施例1～13及对比例1～14制备的半芳香族聚酰胺组合物进行性能测试，包括弹性模量与色度值测试，具体测试方法如下所示：

(1)弹性模量：将碳纤维增强的半芳香族聚酰胺组合物在320℃～340℃的条件下进行加热熔融、注射成型成拉伸试样，依照国际标准ISO 527-2019进行拉伸性能测试，拉伸速度10mm/min，得到弹性模量。

(2)色度值L：将碳纤维增强的半芳香族聚酰胺组合物在320℃～340℃的条件下进行加热熔融、注射成型成60mm×60mm×2mm样板，模具温度130℃；然后利用色差仪测试样品的色度值L。本发明研究发现，当半芳香族聚酰胺组合物注塑成型的制件表面有明显的“浮纤”、“困气”等外观不良状况时，样品的色度值L会明显增加。结合目视判断，可以根据以下基准评价材料的表面效果。

优秀：L值≤28；

良好：28＜L值＜33；

差：L值≥33。

实施例1～13的测试结果见表3。

表3

对比例1～14的测试结果见表4。

表4

根据表3的测试结果，本申请实施例制得的碳纤维增强的半芳香族聚酰胺复合材料，弹性模量大于或等于32GPa，材料具有非常优异的刚性；同时，复合材料的色度值L小于33，目视对比表面外观良好。可见半芳香族聚酰胺组合物的表面效果良好。

由表4可以看出，对于未添加PA66和苯胺黑的复合材料(见对比例1)，材料的表面效果较差。当使用6T与6I的摩尔比为80：20，属于本发明公开之外的PA6T/6I树脂时(见对比例2)，材料的刚性较差，表面效果也较差。当使用的碳纤维含量低于本发明公开的范围时(见对比例3)，材料的刚性较差。当使用的碳纤维含量高于本发明公开的范围时(见对比例4)，材料的刚性虽然非常好，但是表面效果较差。当使用本发明公开的PA6T/6I和MXD6比例之外的组合时(见对比例5和6)，材料难以同时获得较好的刚性和表面效果。当使用本发明公开之外的碳纤维时(见对比例7)，材料的刚性较差。当使用本发明公开之外的PA66含量时(见对比例8和9)，较低的PA66难以在表面形成富集，表面效果较差；而使用较多PA66时，由于PA66的熔点低，在当前的加工温度下会分解导致表面效果不佳。当使用本发明公开之外的苯胺黑含量时(见对比例10和11)，较少的苯胺黑难以起到染色作用，表面效果不佳；较多的苯胺黑又容易分解产生较多气体，材料“困气”，也会导致表面效果较差。当组合物中PA6T/6I的含量以及采用的碳纤维不在本发明范围内，材料的表面效果较差(见对比例12)。对比实施例8和对比例13可知，当组合物中的PA6T/6I不在本发明范围内，材料的刚性较差。如将苯胺黑替换为其它软料，如炭黑，则会产生“成核作用”，加快体系的结晶速度，破坏复合材料的表面效果(见对比例14)。

显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，便于具体和详细地理解本发明的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。应当理解，本领域技术人员在本发明提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验得到的技术方案，均在本发明所附权利要求的保护范围内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种半芳香族聚酰胺组合物，其特征在于，以质量百分数计，包括如下组分：

半芳香族聚酰胺 49%~61.7%，

碳纤维 35%~45%，

脂肪族聚酰胺 3%~5%，以及

染料 0.3%~1%；

所述半芳香族聚酰胺为PA6T/6I与PAMXD6的混合物；所述PA6T/6I中，6T与6I的摩尔比为(68~72):(28~32)；

所述PA6T/6I与PAMXD6的混合物中，所述PA6T/6I与所述PAMXD6的质量比为(70~92):(8~30)；

所述碳纤维的单丝直径为5μm~7μm，所述碳纤维的弹性模量e满足240GPa≤e≤380Gpa；

所述染料为苯胺黑；

所述脂肪族聚酰胺为PA66。

2.根据权利要求1所述的半芳香族聚酰胺组合物，其特征在于，所述PA6T/6I是通过将包括己二胺、对苯二甲酸、间苯二甲酸、催化剂与成核剂的原料在210℃~240℃条件下进行聚合反应制备得到。

3.根据权利要求1所述的半芳香族聚酰胺组合物，其特征在于，按照ASTM D 789-2006方法测得所述PA6T/6I的相对粘度为2.2~2.7；和/或，

按照ASTM D 789-2006方法测得所述PAMXD6的相对粘度为2.4~2.9。

4.根据权利要求3所述的半芳香族聚酰胺组合物，其特征在于，所述PAMXD6的制备包括如下步骤：

在压力釜中混合间苯二甲胺、己二酸、催化剂、成核剂与水，抽真空，充入惰性气体，升温至210℃~220℃，保温0.5h~1.5h，然后升温至230℃~240℃，在230℃~240℃的恒温条件与2.1MPa~2.3MPa的恒压条件下保持1.5h~2.5h，出料，干燥，制备预聚产物；将预聚产物固相增粘8h~12h，制备所述PAMXD6。

5.根据权利要求1所述的半芳香族聚酰胺组合物，其特征在于，所述PA6T/6I与PAMXD6的混合物中，所述PA6T/6I与所述PAMXD6的质量比为(70~85.5):(14.5~30)。

6.根据权利要求1所述的半芳香族聚酰胺组合物，其特征在于，按照ASTM D 789-2006方法测得所述PA66的相对粘度为2.7~3.2。

7.根据权利要求6所述的半芳香族聚酰胺组合物，其特征在于，按照ASTM D 789-2006方法测得所述PA66的相对粘度为2.7。

8.一种如权利要求1~7任一项所述的半芳香族聚酰胺组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

混合各组分，熔融，造粒，挤出。

9.根据权利要求8所述的半芳香族聚酰胺组合物的制备方法，其特征在于，在双螺杆挤出机中进行，双螺杆挤出机的条件包括：螺杆长径比为48:1，螺筒温度为260℃~340℃，螺杆转速为200 rpm ~400rpm。

10.权利要求1~7任一项所述的半芳香族聚酰胺组合物在汽车、运动器材、医疗器械或航空领域中的应用。