CN117551344B - 一种低吸潮尼龙材料及其制备方法 - Google Patents

一种低吸潮尼龙材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低吸潮尼龙材料及其制备方法。本发明中的低吸潮尼龙材料由如下重量份数的原料制备而成：尼龙树脂50‑65份，抗氧化剂6‑8份，分散剂1‑2份，改性环氧树脂30‑45份，改性二硫化钨纳米片8‑10份。本发明制备的尼龙材料，首先对二硫化钨进行改性，通过在其表面引入氨基，氨基能够阻碍水分子与尼龙分子中的酰胺键相互作用，从而降低了尼龙材料的吸水性，提高了耐磨性；其次对环氧树脂进行疏水和阻燃改性，将氮、硼阻燃剂接枝在环氧树脂侧链，氟原子引入主链结构，提高了尼龙材料整体的阻燃性以及疏水性。

Description

一种低吸潮尼龙材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及尼龙材料领域，具体涉及一种低吸潮尼龙材料及其制备方法。
背景技术
尼龙树脂材料具有机械强度高、韧性好、耐磨性好等优点，被广泛应用于汽车、航空、电子电器、电动工具等领域。尼龙树脂的主链结构中含有大量的极性酰胺基团，易与环境中的水分子形成氢键，导致尼龙树脂在使用过程中易吸收水分子，造成尼龙大分子链发生水解，主链上酰胺键断裂及分子量降低，从而导致尼龙材料的力学性能下降，使用寿命和安全性能降低。因此，需要对尼龙材料进行改性，降低材料的吸水性，并根据使用环境的不同提高材料的阻燃性、耐磨性以及疏水性等。
申请号为202210879577.9的专利公开了一种增韧低吸水尼龙6及其制备方法，该发明中首先制备了端氨基含氟聚硅氧烷改性剂，再通过偶联反应将改性剂引入尼龙材料的主链结构，改性剂的引入降低了尼龙材料的吸水性，提高了韧性，但是该方式制备的尼龙材料的耐水性没有得到改善，在含水量高的环境中，依然存在吸水性高的缺点，此外，该发明没有考虑尼龙材料的易燃特性，忽略了尼龙易燃带来的危害。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种低吸潮尼龙材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种低吸潮尼龙材料，包括以下重量份数的原料：尼龙树脂50-65份，抗氧化剂6-8份，分散剂1-2份，改性环氧树脂30-45份，改性二硫化钨纳米片8-10份；
所述改性二硫化钨纳米片包括如下步骤制备：
步骤A1、将钨粉与硫粉在反应器中均匀混合，再与直径为8mm的不锈钢铁球按球料比为10:1混合放入球磨罐中，并通入氩气，以200rpm的转速球磨10h，然后将球磨混合均匀的混合物放入固相反应釜中，并在管式炉中加热到600-800℃，升温速率为10℃/min，保温1-3h后，自然冷却至室温，即得二硫化钨粉末；
二硫化钨纳米片是一种典型的过渡金属硫化物，具有类似石墨的六方晶系层状结构，S-W-S层内是通过强的化学键结合，而层与层之间通过较弱的范德华力相连，在剪切力的作用下，层与层之间容易滑移，使其具有较低的摩擦因数，可以作为润滑油添加剂使用；
进一步地，步骤A1中钨粉和硫粉的物质的量比为1：2.5。
步骤A2、在常温下，将一磷酸腺苷二钠水溶液与二硫化钨粉末混合，超声30h后，用6000rpm的转速离心20min，除去沉淀物，再以12000rpm的转速离心10min，除去上清液，60℃下干燥12h，即得二硫化钨纳米片；
步骤A2中以含有磷酸基团的小分子为剥离辅助剂，在温和的条件下能够将层状的二硫化钨粉末剥离成单层或少层的纳米材料，这是由于磷酸根中的O原子能够与层状二硫化钨上硫缺陷的钨原子之间发生相互作用，在超声环境下，使得二硫化钨层间微弱的范德华力更易被破坏，进而剥离得到二硫化钨纳米片，这种方式不需要使用有毒的有机溶剂，成本低，剥离效率高；
进一步地，一磷酸腺苷二钠水溶液和二硫化钨粉末的用量比为40mL：200mg，一磷酸腺苷二钠水溶液的浓度为1mg/mL。
步骤A3、将二硫化钨纳米片超声分散在去离子水中，向反应器中加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在90℃下持续搅拌12h，待反应完成后，静置混合液，自然冷却至室温，然后经抽滤、乙醇洗涤后，将所得产物在80℃下真空干燥12h，即得氨基化二硫化钨；
步骤A3中利用硅烷偶联剂将氨基引入二硫化钨表面，一方面降低了基体的吸水性，这是由于二硫化钨表面的氨基与尼龙分子链结构中的酰胺基可能发生相互作用，减少了水分子与酰胺基的相互作用；另一方面，纳米片与尼龙分子链之间形成的氢键，会使得它们之间存在很强的界面结合力，在摩擦过程中，纳米片没有被剥离，而是保留并聚集在摩擦表面，并形成了一层具有良好强度和润滑效果的保护层，提高了基体的耐磨性；此外，由于二硫化钨纳米片具有较高的比表面积，并且能够均匀的分散在基体中，层状结构导致更大的接触面积，增加了水分子在基体中的扩散距离，对尼龙的吸水起到延缓和阻隔作用，降低了基体的亲水性，提高了基体的耐水性；
进一步地，二硫化钨纳米片、去离子水和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的用量比为1g：10g：2.5-4g。
所述改性环氧树脂包括如下步骤制备：
步骤B1、将1-（4-（三氟甲基）苯基）丙-2-酮、苯酚、盐酸以及氯化铝加入反应器中混合均匀，缓慢升温至70-90℃，保温3-5h，然后迅速升温至200℃，冷却至室温，将反应器中的固体物质用去离子水洗涤三次，倒入乙醇溶液中，过滤、结晶，即得含氟化合物，结构式如下：
；
步骤B1中通过1-（4-（三氟甲基）苯基）丙-2-酮和苯酚之间发生的缩合反应制备了含氟化合物，氟原子具有较强的电负性和较低的表面能，且氟原子在树脂中会向表面富集，使材料表面结构致密、表面能降低，减缓接枝的渗透效应，从而提高了树脂的耐介质性，增大了树脂的接触角，疏水性能提高；
进一步地，1-（4-（三氟甲基）苯基）丙-2-酮、苯酚、盐酸和氯化铝的用量比为1mol：2mol：0.01-0.05mol：0.1-0.5g。
步骤B2、将含氟化合物加入含有环氧氯丙烷的反应器中搅拌混合均匀，升温至70℃，加入四丁基溴化铵醚化5h，待反应结束后减压回收过量的环氧氯丙烷，再加入甲苯，加热至70℃，搅拌混合均匀，分两次加入氢氧化钠溶液反应3h，过滤，滤液调至中性，分出有机层进行减压蒸馏，即得含氟环氧树脂；
步骤B2中采用含氟化合物以及环氧氯丙烷为原料制备含氟环氧树脂，适量的引入氟原子，提高了环氧树脂的疏水性，避免了氟原子含量过高造成的大量聚集，而导致的表面性能较差的元素裸露在表面带来的疏水性能下降；
进一步地，含氟化合物、环氧氯丙烷、四丁基溴化铵、甲苯和氢氧化钠的用量比为1mol：2-3mol：0.2-0.5mol：50mL：2-3mol。
步骤B3、将硼酸和甲醇胺加入到含有甲苯的反应器中，油浴加热至110℃，搅拌反应5-7h，常压蒸馏1.5h，除去剩余的甲苯、水以及过量的甲醇胺，在60℃下真空干燥12h，即得硼-氮阻燃剂；
步骤B3中采用硼酸作为硼源，甲醇胺作为氮源合成了一种硼-氮阻燃剂，通过硼、氮协同作用，提高环氧树脂的阻燃效率，其中有机硼在受热裂解时会形成玻璃状的熔融覆盖物，覆盖在聚合物的表面隔绝热和空气，还能促进材料的碳化，生成热稳定性较好的炭层，从而隔绝氧气；有机氮在受热时生成N2、NH3等难燃气体，能够稀释氧气和可燃气体的浓度，此外，释放的N2还能捕捉自由基，阻断燃烧反应的进行；
进一步地，硼酸、甲醇胺和甲苯的用量比为3-3.2g：12-13g：7.3-7.5g。
步骤B4、将γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和氢氧化钾加入含有乙醇的反应器中搅拌混合均匀，加热至30℃，再向反应器中加入硼-氮阻燃剂反应4-8h，离心、洗涤，并在60℃下干燥6h，即得改性阻燃剂；
进一步地，γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、氢氧化钾、乙醇和硼-氮阻燃剂的用量比为1-3mol：0.1mol：40mL：1mol。
步骤B5、将改性阻燃剂、含氟环氧树脂、二月桂酸二丁基锡和去离子水加入到反应器中，并在95℃下搅拌反应3h，再抽真空反应1h，即得改性环氧树脂；
步骤B5中，改性阻燃剂中的硅氧烷水解生成的硅醇与含氟环氧树脂主链上的羟基缩合，将阻燃剂接枝在树脂的侧链，提高了环氧树脂的阻燃性，此外，阻燃剂会发生自聚合反应，产生的Si-O-Si网络具有很好的热稳定性，能够对周边的阻燃机体起到保护作用；
进一步地，含氟环氧树脂、改性阻燃剂、二月桂酸二丁基锡和去离子水的用量比为11-12g：1-2g：0.1g：1.5-3g。
一种低吸潮尼龙材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、按重量份数称取原料，将抗氧化剂、改性环氧树脂、改性二硫化钨纳米片、分散剂，搅拌混合均匀，得到预混料；
步骤S2、将尼龙树脂和预混料混合均匀，得到混合料；
步骤S3、将混合料倒入进料斗，升温至265-285℃预热，挤出、冷却、切粒，得到低吸潮尼龙材料。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种低吸潮尼龙材料及其制备方法，将尼龙树脂与无机填料、疏水树脂进行物理共混改性来降低尼龙材料的吸水性，首先通过对无机填料进行改性，降低了尼龙材料的吸水性，提高了耐磨性和耐水性；其次对环氧树脂进行疏水和阻燃改性，提高了尼龙材料整体的疏水性以及阻燃性。
将二硫化钨作为无机填料并对其改性处理，将氨基引入二硫化钨表面后，一方面降低了基体的吸水性，这是由于二硫化钨表面的氨基与尼龙分子链结构中的酰胺基可能发生相互作用，减少了水分子与酰胺基的相互作用；另一方面，纳米片与尼龙分子链之间形成的氢键，会使得它们之间存在很强的界面结合力，在摩擦过程中，纳米片没有被剥离，而是保留并聚集在摩擦表面，并形成了一层具有良好强度和润滑效果的保护层，提高了基体的耐磨性；此外，由于二硫化钨纳米片具有较高的比表面积，并且能够均匀的分散在基体中，层状结构导致更大的接触面积，增加了水分子在基体中的扩散距离，对尼龙的吸水起到延缓和阻隔作用，降低了基体的亲水性，提高了基体的耐水性。
对环氧树脂进行改性处理，首先引入氟原子，氟原子具有较强的电负性和较低的表面能，且氟原子在树脂中会向表面富集，使材料表面结构致密、表面能降低，减缓接枝的渗透效应，从而提高了树脂的耐介质性，增大了树脂的接触角，疏水性能提高；其次，将阻燃剂接枝在树脂的侧链，提高了环氧树脂的阻燃性，此外，阻燃剂会发生自聚合反应，产生的Si-O-Si网络具有很好的热稳定性，能够对周边的阻燃机体起到保护作用。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
1）改性二硫化钨纳米片包括如下步骤制备：
步骤A1、将钨粉与硫粉在反应器中均匀混合，再与直径为8mm的不锈钢铁球按球料比为10:1混合放入球磨罐中，并通入氩气，以200rpm的转速球磨10h，然后将球磨混合均匀的混合物放入固相反应釜中，并在管式炉中加热到600℃，升温速率为10℃/min，保温1h后，自然冷却至室温，即得二硫化钨粉末，钨粉和硫粉的物质的量比为1：2.5；
步骤A2、在常温下，将一磷酸腺苷二钠水溶液与二硫化钨粉末混合，超声30h后，用6000rpm的转速离心20min，除去沉淀物，再以12000rpm的转速离心10min，除去上清液，60℃下干燥12h，即得二硫化钨纳米片，一磷酸腺苷二钠水溶液和二硫化钨粉末的用量比为40mL：200mg，一磷酸腺苷二钠水溶液的浓度为1mg/mL；
步骤A3、将二硫化钨纳米片超声分散在去离子水中，向反应器中加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在90℃下持续搅拌12h，待反应完成后，静置混合液，自然冷却至室温，然后经抽滤、乙醇洗涤后，将所得产物在80℃下真空干燥12h，即得氨基化二硫化钨，二硫化钨纳米片、去离子水和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的用量比为1g：10g：2.5g。
2）改性环氧树脂包括如下步骤制备：
步骤B1、将1-（4-（三氟甲基）苯基）丙-2-酮、苯酚、盐酸以及氯化铝加入反应器中混合均匀，缓慢升温至70-90℃，保温3-5h，然后迅速升温至200℃，冷却至室温，将反应器中的固体物质用去离子水洗涤三次，倒入乙醇溶液中，过滤、结晶，即得含氟化合物，1-（4-（三氟甲基）苯基）丙-2-酮、苯酚、盐酸和氯化铝的用量比为1mol：2mol：0.01mol：0.1g；
步骤B2、将含氟化合物加入含有环氧氯丙烷的反应器中搅拌混合均匀，升温至70℃，加入四丁基溴化铵醚化5h，待反应结束后减压回收过量的环氧氯丙烷，再加入甲苯，加热至70℃，搅拌混合均匀，分两次加入氢氧化钠溶液反应3h，过滤，滤液调至中性，分出有机层进行减压蒸馏，即得含氟环氧树脂，含氟化合物、环氧氯丙烷、四丁基溴化铵、甲苯和氢氧化钠的用量比为1mol：2mol：0.2mol：50mL：2mol；
步骤B3、将硼酸和甲醇胺加入到含有甲苯的反应器中，油浴加热至110℃，搅拌反应5h，常压蒸馏1.5h，除去剩余的甲苯、水以及过量的甲醇胺，在60℃下真空干燥12h，即得硼-氮阻燃剂，硼酸、甲醇胺和甲苯的用量比为3g：12g：7.3g；
步骤B4、将γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和氢氧化钾加入含有乙醇的反应器中搅拌混合均匀，加热至30℃，再向反应器中加入硼-氮阻燃剂反应4h，离心、洗涤，并在60℃下干燥6h，即得改性阻燃剂，γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、氢氧化钾、乙醇和硼-氮阻燃剂的用量比为1mol：0.1mol：40mL：1mol；
步骤B5、将改性阻燃剂、含氟环氧树脂、二月桂酸二丁基锡和去离子水加入到反应器中，并在95℃下搅拌反应3h，再抽真空反应1h，即得改性环氧树脂，含氟环氧树脂、改性阻燃剂、二月桂酸二丁基锡和去离子水的用量比为11g：1g：0.1g：1.5g。
实施例2
1）改性二硫化钨纳米片包括如下步骤制备：
步骤A1、将钨粉与硫粉在反应器中均匀混合，再与直径为8mm的不锈钢铁球按球料比为10:1混合放入球磨罐中，并通入氩气，以200rpm的转速球磨10h，然后将球磨混合均匀的混合物放入固相反应釜中，并在管式炉中加热到700℃，升温速率为10℃/min，保温2h后，自然冷却至室温，即得二硫化钨粉末，钨粉和硫粉的物质的量比为1：2.5；
步骤A2、在常温下，将一磷酸腺苷二钠水溶液与二硫化钨粉末混合，超声30h后，用6000rpm的转速离心20min，除去沉淀物，再以12000rpm的转速离心10min，除去上清液，60℃下干燥12h，即得二硫化钨纳米片，一磷酸腺苷二钠水溶液和二硫化钨粉末的用量比为40mL：200mg，一磷酸腺苷二钠水溶液的浓度为1mg/mL；
步骤A3、将二硫化钨纳米片超声分散在去离子水中，向反应器中加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在90℃下持续搅拌12h，待反应完成后，静置混合液，自然冷却至室温，然后经抽滤、乙醇洗涤后，将所得产物在80℃下真空干燥12h，即得氨基化二硫化钨，二硫化钨纳米片、去离子水和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的用量比为1g：10g：3.6g。
2）改性环氧树脂包括如下步骤制备：
步骤B1、将1-（4-（三氟甲基）苯基）丙-2-酮、苯酚、盐酸以及氯化铝加入反应器中混合均匀，缓慢升温至80℃，保温3-5h，然后迅速升温至200℃，冷却至室温，将反应器中的固体物质用去离子水洗涤三次，倒入乙醇溶液中，过滤、结晶，即得含氟化合物，1-（4-（三氟甲基）苯基）丙-2-酮、苯酚、盐酸和氯化铝的用量比为1mol：2mol：0.03mol：0.3g；
步骤B2、将含氟化合物加入含有环氧氯丙烷的反应器中搅拌混合均匀，升温至70℃，加入四丁基溴化铵醚化5h，待反应结束后减压回收过量的环氧氯丙烷，再加入甲苯，加热至70℃，搅拌混合均匀，分两次加入氢氧化钠溶液反应3h，过滤，滤液调至中性，分出有机层进行减压蒸馏，即得含氟环氧树脂，含氟化合物、环氧氯丙烷、四丁基溴化铵、甲苯和氢氧化钠的用量比为1mol：2.5mol：0.35mol：50mL：2.5mol；
步骤B3、将硼酸和甲醇胺加入到含有甲苯的反应器中，油浴加热至110℃，搅拌反应6h，常压蒸馏1.5h，除去剩余的甲苯、水以及过量的甲醇胺，在60℃下真空干燥12h，即得硼-氮阻燃剂，硼酸、甲醇胺和甲苯的用量比为3.1g：12.5g：7.4g；
步骤B4、将γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和氢氧化钾加入含有乙醇的反应器中搅拌混合均匀，加热至30℃，再向反应器中加入硼-氮阻燃剂反应4-8h，离心、洗涤，并在60℃下干燥6h，即得改性阻燃剂，γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、氢氧化钾、乙醇和硼-氮阻燃剂的用量比为2mol：0.1mol：40mL：1mol；
步骤B5、将改性阻燃剂、含氟环氧树脂、二月桂酸二丁基锡和去离子水加入到反应器中，并在95℃下搅拌反应3h，再抽真空反应1h，即得改性环氧树脂，含氟环氧树脂、改性阻燃剂、二月桂酸二丁基锡和去离子水的用量比为11.5g：1.5g：0.1g：2.5g。
实施例3
1）改性二硫化钨纳米片包括如下步骤制备：
步骤A1、将钨粉与硫粉在反应器中均匀混合，再与直径为8mm的不锈钢铁球按球料比为10:1混合放入球磨罐中，并通入氩气，以200rpm的转速球磨10h，然后将球磨混合均匀的混合物放入固相反应釜中，并在管式炉中加热到800℃，升温速率为10℃/min，保温3h后，自然冷却至室温，即得二硫化钨粉末，钨粉和硫粉的物质的量比为1：2.5；
步骤A2、在常温下，将一磷酸腺苷二钠水溶液与二硫化钨粉末混合，超声30h后，用6000rpm的转速离心20min，除去沉淀物，再以12000rpm的转速离心10min，除去上清液，60℃下干燥12h，即得二硫化钨纳米片，一磷酸腺苷二钠水溶液和二硫化钨粉末的用量比为40mL：200mg，一磷酸腺苷二钠水溶液的浓度为1mg/mL；
步骤A3、将二硫化钨纳米片超声分散在去离子水中，向反应器中加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在90℃下持续搅拌12h，待反应完成后，静置混合液，自然冷却至室温，然后经抽滤、乙醇洗涤后，将所得产物在80℃下真空干燥12h，即得氨基化二硫化钨，二硫化钨纳米片、去离子水和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的用量比为1g：10g：4g。
2）改性环氧树脂包括如下步骤制备：
步骤B1、将1-（4-（三氟甲基）苯基）丙-2-酮、苯酚、盐酸以及氯化铝加入反应器中混合均匀，缓慢升温至90℃，保温3-5h，然后迅速升温至200℃，冷却至室温，将反应器中的固体物质用去离子水洗涤三次，倒入乙醇溶液中，过滤、结晶，即得含氟化合物，1-（4-（三氟甲基）苯基）丙-2-酮、苯酚、盐酸和氯化铝的用量比为1mol：2mol：0.05mol：0.5g；
步骤B2、将含氟化合物加入含有环氧氯丙烷的反应器中搅拌混合均匀，升温至70℃，加入四丁基溴化铵醚化5h，待反应结束后减压回收过量的环氧氯丙烷，再加入甲苯，加热至70℃，搅拌混合均匀，分两次加入氢氧化钠溶液反应3h，过滤，滤液调至中性，分出有机层进行减压蒸馏，即得含氟环氧树脂，含氟化合物、环氧氯丙烷、四丁基溴化铵、甲苯和氢氧化钠的用量比为1mol：3mol：0.5mol：50mL：3mol；
步骤B3、将硼酸和甲醇胺加入到含有甲苯的反应器中，油浴加热至110℃，搅拌反应7h，常压蒸馏1.5h，除去剩余的甲苯、水以及过量的甲醇胺，在60℃下真空干燥12h，即得硼-氮阻燃剂，硼酸、甲醇胺和甲苯的用量比为3.2g：13g：7.5g；
步骤B4、将γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和氢氧化钾加入含有乙醇的反应器中搅拌混合均匀，加热至30℃，再向反应器中加入硼-氮阻燃剂反应8h，离心、洗涤，并在60℃下干燥6h，即得改性阻燃剂，γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、氢氧化钾、乙醇和硼-氮阻燃剂的用量比为3mol：0.1mol：40mL：1mol；
步骤B5、将改性阻燃剂、含氟环氧树脂、二月桂酸二丁基锡和去离子水加入到反应器中，并在95℃下搅拌反应3h，再抽真空反应1h，即得改性环氧树脂，含氟环氧树脂、改性阻燃剂、二月桂酸二丁基锡和去离子水的用量比为12g：2g：0.1g：3g。
实施例4
一种低吸潮尼龙材料的制备方法，包括如下步骤：
尼龙树脂50份，抗氧化剂1010 6份，硬脂酸钙1份，实施例2制备的改性环氧树脂30份，实施例2制备的改性二硫化钨纳米片8份；
步骤S1、按重量份数称取原料，将抗氧化剂1010、实施例2制备的改性环氧树脂、实施例2制备的改性二硫化钨纳米片、硬脂酸钙，搅拌混合均匀，得到预混料；
步骤S2、将尼龙树脂和预混料混合均匀，得到混合料；
步骤S3、将混合料倒入进料斗，升温至265℃预热，挤出、冷却、切粒，得到低吸潮尼龙材料。
实施例5
一种低吸潮尼龙材料的制备方法，包括如下步骤：
尼龙树脂60份，抗氧化剂1010 7份，硬脂酸钙1份，实施例2制备的改性环氧树脂40份，实施例2制备的改性二硫化钨纳米片9份；
步骤S1、按重量份数称取原料，将抗氧化剂1010、实施例2制备的改性环氧树脂、实施例2制备的改性二硫化钨纳米片、硬脂酸钙，搅拌混合均匀，得到预混料；
步骤S2、将尼龙树脂和预混料混合均匀，得到混合料；
步骤S3、将混合料倒入进料斗，升温至275℃预热，挤出、冷却、切粒，得到低吸潮尼龙材料。
实施例6
一种低吸潮尼龙材料的制备方法，包括如下步骤：
尼龙树脂65份，抗氧化剂1010 8份，硬脂酸钙2份，实施例2制备的改性环氧树脂45份，实施例2制备的改性二硫化钨纳米片10份；
步骤S1、按重量份数称取原料，将抗氧化剂1010、实施例2制备的改性环氧树脂、实施例2制备的改性二硫化钨纳米片、硬脂酸钙，搅拌混合均匀，得到预混料；
步骤S2、将尼龙树脂和预混料混合均匀，得到混合料；
步骤S3、将混合料倒入进料斗，升温至285℃预热，挤出、冷却、切粒，得到低吸潮尼龙材料。
对比例1
本对比例为一种尼龙材料，与实施例6的区别在于未添加改性二硫化钨纳米片，其余均相同。
对比例2
本对比例为一种尼龙材料，与实施例6的区别在于添加的环氧树脂没有进行改性处理，其余均相同。
将实施例4-6和对比例1-2制备得到的尼龙材料进行性能测试，测试结果如表1所示：
；
从上表中可以看出本发明制备的尼龙材料具有较好的阻燃效果，较低的吸水率、较高的拉伸强度以及较好的疏水性。
阻燃性测试：按照UL-94标准进行测试；吸水性能测试：用ASTMD570-2005《塑料吸水性试验方法》，在23℃的条件下浸泡24h，检测吸水率；拉伸强度检测：根据ASTM-D638《塑料拉伸性能的标准试验方法》进行拉伸强度测试；利用接触角测量仪来测量水滴滴在尼龙材料表面的静态接触角。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种低吸潮尼龙材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：尼龙树脂50-65份，抗氧化剂6-8份，分散剂1-2份，改性环氧树脂30-45份，改性二硫化钨纳米片8-10份；
所述改性二硫化钨纳米片由以下步骤制备：
步骤A1、将钨粉与硫粉在反应器中均匀混合，再与直径为8mm的不锈钢铁球按球料比为10:1混合放入球磨罐中，并通入氩气，以200rpm的转速球磨10h，然后将球磨混合均匀的混合物放入固相反应釜中，并在管式炉中加热到600-800℃，升温速率为10℃/min，保温1-3h后，自然冷却至室温，即得二硫化钨粉末，钨粉和硫粉的物质的量比为1：2.5；
步骤A2、在常温下，将一磷酸腺苷二钠水溶液与二硫化钨粉末混合，超声30h后，用6000rpm的转速离心20min，除去沉淀物，再以12000rpm的转速离心10min，除去上清液，60℃下干燥12h，即得二硫化钨纳米片，一磷酸腺苷二钠水溶液和二硫化钨粉末的用量比为40mL：200mg，一磷酸腺苷二钠水溶液的浓度为1mg/mL；
步骤A3、将二硫化钨纳米片超声分散在去离子水中，向反应器中加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在90℃下持续搅拌12h，待反应完成后，静置混合液，自然冷却至室温，然后经抽滤、乙醇洗涤后，将所得产物在80℃下真空干燥12h，即得氨基化二硫化钨；
改性环氧树脂包括如下步骤制备：
步骤B1、将1-（4-（三氟甲基）苯基）丙-2-酮、苯酚、盐酸以及氯化铝加入反应器中混合均匀，缓慢升温至70-90℃，保温3-5h，然后迅速升温至200℃，冷却至室温，将反应器中的固体物质用去离子水洗涤三次，倒入乙醇溶液中，过滤、结晶，即得含氟化合物；
步骤B2、将含氟化合物加入含有环氧氯丙烷的反应器中搅拌混合均匀，升温至70℃，加入四丁基溴化铵醚化5h，待反应结束后减压回收过量的环氧氯丙烷，再加入甲苯，加热至70℃，搅拌混合均匀，分两次加入氢氧化钠溶液反应3h，过滤，滤液调至中性，分出有机层进行减压蒸馏，即得含氟环氧树脂；
步骤B3、将硼酸和甲醇胺加入到含有甲苯的反应器中，油浴加热至110℃，搅拌反应5-7h，常压蒸馏1.5h，除去剩余的甲苯、水以及过量的甲醇胺，在60℃下真空干燥12h，即得硼-氮阻燃剂；
步骤B4、将γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和氢氧化钾加入含有乙醇的反应器中搅拌混合均匀，加热至30℃，再向反应器中加入硼-氮阻燃剂反应4-8h，离心、洗涤，并在60℃下干燥6h，即得改性阻燃剂；
步骤B5、将改性阻燃剂、含氟环氧树脂、二月桂酸二丁基锡和去离子水加入到反应器中，并在95℃下搅拌反应3h，再抽真空反应1h，即得改性环氧树脂。
2.根据权利要求1所述的一种低吸潮尼龙材料，其特征在于，步骤A3中二硫化钨纳米片、去离子水和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的用量比为1g：10g：2.5-4g。
3.根据权利要求1所述的一种低吸潮尼龙材料，其特征在于，步骤B1中1-（4-（三氟甲基）苯基）丙-2-酮、苯酚、盐酸和氯化铝的用量比为1mol：2mol：0.01-0.05mol：0.1-0.5g。
4.根据权利要求1所述的一种低吸潮尼龙材料，其特征在于，步骤B2中含氟化合物、环氧氯丙烷、四丁基溴化铵、甲苯和氢氧化钠的用量比为1mol：2-3mol：0.2-0.5mol：50mL：2-3mol。
5.根据权利要求1所述的一种低吸潮尼龙材料，其特征在于，步骤B3中硼酸、甲醇胺和甲苯的用量比为3-3.2g：12-13g：7.3-7.5g。
6.根据权利要求1所述的一种低吸潮尼龙材料，其特征在于，步骤B4中γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、氢氧化钾、乙醇和硼-氮阻燃剂的用量比为1-3mol：0.1mol：40mL：1mol。
7.根据权利要求1所述的一种低吸潮尼龙材料，其特征在于，步骤B5中含氟环氧树脂、改性阻燃剂、二月桂酸二丁基锡和去离子水的用量比为11-12g：1-2g：0.1g：1.5-3g。
8.根据权利要求1所述的一种低吸潮尼龙材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、按重量份数称取原料，将抗氧化剂、改性环氧树脂、改性二硫化钨纳米片、分散剂，搅拌混合均匀，得到预混料；
步骤S2、将尼龙树脂和预混料混合均匀，得到混合料；
步骤S3、将混合料倒入进料斗，升温至265-285℃预热，挤出、冷却、切粒，得到低吸潮尼龙材料。
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