一种聚酰胺/聚烯烃复合材料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及高分子材料，特别涉及一种聚酰胺/聚烯烃复合材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、常见的应用于发动机排气管的材料有聚酯类pbt，聚烯烃类pp，聚酰胺pa等等，其中聚酰胺pa材料应用最为广泛，但发动机排气管的使用环境复杂，需要高导热材料进行散热，而pa材料导热性能偏低、弯折不易回弹，无形状记忆自恢复功能，使得发动机排气管不易散热且受力易变形，因此以聚酰胺实现以塑代铝还需要进一步努力。目前亟需开发一种高导热、弯折易回弹、可形状记忆的轻量化聚酰胺复合材料，以满足发动机排气管及水箱散热器等零部件的应用需求。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明提出了一种聚酰胺/聚烯烃复合材料及其制备方法和应用。

2、本发明提供一种聚酰胺/聚烯烃复合材料，按重量份计，包括如下组分：60-99份聚酰胺树脂，如60、65、70、75、80、85、90、95、99份；4-30份中密度聚乙烯，如4、5、10、12、15、18、20、22、25、30份；2-15份界面调控剂，如2、5、8、10、12、14、15份；

3、所述聚酰胺树脂在组合物中的质量百分含量不低于50％；

4、其中，所述界面调控剂为乙烯-丙烯酸酯类共聚物。

5、pa分子链刚性高，塑性形变小，受外力发生形变(如弯折等)难以恢复，无形状记忆恢复功能，因此将pa作为制备汽车塑料件的材料时，从应用角度来看，发动机排气管、水箱散热器这些汽车塑料件，受外力变形时无自恢复功能，大大降低使用寿命和更换周期，而采用pa+mdpe合金体系，其中的中密度聚乙烯具有大量的长支链，支链化程度较高，长支链相互缠绕的状态下易形成立体网状结构，引导和促进合金体系回弹，形成形状记忆自恢复功能的基础条件；同时，采用pa+mdpe合金体系时，pa相提供永久形状的形状记忆材料的硬段，中密度聚乙烯mdpe相提供了临时形状的形状记忆材料的转换段，硬段pa表现出拉伸和恢复作用，转换段mdpe形成了固定和解除作用；在pa基材中引入mdpe，可以提升导热系数、形成高导热合金体系，同时有利于热致形状记忆自恢复，同时可以实现pa+mdpe合金体系的轻量化。

6、乙烯-丙烯酸酯类共聚物包括但不限于乙烯/丙烯酸甲酯ema、乙烯/丙烯酸乙酯eea、乙烯/丙烯酸丁酯eba中的任意一种，其具有ab型结构，a乙烯基团与中密度聚乙烯(mdpe)相容性好，b丙烯酯基团与pa的酰胺键形成大量氢键、进而实现较好的相容性，充分改善和调控了pa与mdpe的相界面，有助于加速形状记忆自恢复行为，不至于弯折断裂；同时，乙烯/丙烯酸酯类共聚物自身具有优异的回弹性和柔韧性，进一步促进合金体系的弯折回弹和形状记忆自恢复行为；中密度聚乙烯，一方面，作为合金相，提供了临时形状的形状记忆材料的转换段，实现形状记忆自恢复功能，另一方面，由于自身高导热，可以协同和促进热致形状记忆自恢复，在生产汽车行业的发动机排气管、水箱散热器等零部件时，有助于改善散热功能，最后，由于自身低密度，实现了pa+mdpe合金体系的轻量化，可以应用于新能源汽车轻量化方向。

7、进一步地，所述聚酰胺树脂包括但不限于pa6、pa66、pa11、pa12，优选为pa6。

8、进一步地，所述聚酰胺树脂的相对粘度大于等于2.5，优选为大于等于3.0，所述相对粘度按照iso 307-2007标准中的硫酸溶剂法测得，由于成型零部件的方法采用的是挤出成型，需采用高粘度树脂基材，因此需要选择相对粘度较大的聚酰胺树脂。

9、进一步地，所述中密度聚乙烯树脂包括但不限于乙烯-辛烯共聚物、乙烯-己烯共聚物中的至少一种，优选为乙烯-己烯共聚物。

10、进一步地，所述界面调控剂选自乙烯/丙烯酸甲酯ema、乙烯/丙烯酸乙酯eea、乙烯/丙烯酸丁酯eba中的任意一种或多种。

11、进一步地，所述聚酰胺/聚烯烃复合材料按重量份计，还包括抗氧剂和/或润滑剂。所述抗氧剂为酚类、亚磷酸酯类、二价硫类或受阻胺类抗氧剂中的一种或多种，所述润滑剂为酰胺类、金属皂类和低分子酯类中的一种或多种。

12、本发明还提供所述的聚酰胺/聚烯烃复合材料的制备方法，包括如下步骤：

13、s1.按配方比例称量各组分，将聚酰胺树脂、中密度聚乙烯、界面调控剂经高速混合机混合均匀，得到混合物料；

14、s2.将混匀后的物料加入双螺杆挤出机，通过混炼、熔融、均化后挤出造粒，抽粒后的塑料即为所述的聚酰胺/聚烯烃复合材料。

15、进一步地，挤出螺杆的长径比为(36-48):1，挤出机温度为1区80-120℃，2-5区220-240℃，6-8区230-250℃，双螺杆挤出机的螺杆转速为300-400r/min。

16、本发明还提供所述的聚酰胺/聚烯烃复合材料在制备汽车行业的发动机排气管、水箱散热器中的应用。

17、综上，与现有技术相比，本发明达到了以下技术效果：

18、(1)本发明提供的聚酰胺/聚烯烃复合材料具有高导热系数；

19、(2)本发明提供的聚酰胺/聚烯烃复合材料弯折回弹性能好，瞬时回弹度高；

20、(3)本发明提供的聚酰胺/聚烯烃复合材料形状记忆自恢复能力强，形状记忆自恢复率高；

21、(4)本发明提供的聚酰胺/聚烯烃复合材料材料密度低，实现了轻量化。

技术特征：

1.一种聚酰胺/聚烯烃复合材料，其特征在于，按重量份计，包括如下组分：

2.根据权利要求1所述的聚酰胺/聚烯烃复合材料，其特征在于，所述聚酰胺树脂为pa6、pa66、pa11、pa12中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的聚酰胺/聚烯烃复合材料，其特征在于，所述聚酰胺树脂的相对粘度大于等于2.5。

4.根据权利要求1所述的聚酰胺/聚烯烃复合材料，其特征在于，所述中密度聚乙烯树脂为乙烯-己烯共聚物或乙烯-辛烯共聚物中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的聚酰胺/聚烯烃复合材料，其特征在于，所述界面调控剂选自乙烯/丙烯酸甲酯ema、乙烯/丙烯酸乙酯eea、乙烯/丙烯酸丁酯eba中的任意一种或多种。

6.根据权利要求1所述的聚酰胺/聚烯烃复合材料，其特征在于，还包括抗氧剂和/或润滑剂。

7.权利要求1-6任一项所述的聚酰胺/聚烯烃复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的聚酰胺/聚烯烃复合材料的制备方法，其特征在于，挤出螺杆的长径比为(36-48):1，挤出机温度为1区80-120℃，2-5区220-240℃，6-8区230-250℃，双螺杆挤出机的螺杆转速为300-400r/min。

9.权利要求1-6任一项所述聚酰胺/聚烯烃复合材料在制备汽车行业的发动机排气管、水箱散热器中的应用。

技术总结本发明公开了一种聚酰胺/聚烯烃复合材料及其制备方法和应用，所述聚酰胺/聚烯烃复合材料，以重量份计，包括如下组分：聚酰胺树脂60‑99份，中密度聚乙烯4‑30份，界面调控剂2‑15份，其中，所述界面调控剂为乙烯/丙烯酸酯类共聚物。本发明的聚酰胺/聚烯烃复合材料在实现弯折易回弹、可形状记忆的同时，还可以兼顾高导热和轻量化功能。技术研发人员：程书文,吴国峰,何浏炜,张明江,李其龙,孙华旭受保护的技术使用者：武汉金发科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18