一种安全气囊壳体用聚酰胺复合材料和制备方法与流程

本发明属于改性高分子材料，具体涉及一种安全气囊壳体聚酰胺复合材料和制备方法。

背景技术：

1、聚酰胺俗称尼龙(nylon)，英文名称polyamide(简称pa)，是分子主链上含有重复酰胺基团—[nhco]—的热塑性树脂总称。玻纤(玻璃纤维)是一种性能优异的无机非金属材料，绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高，缺点是性脆，耐磨性较差。经研究表明在pa中加入玻纤进行增强，可使pa的力学性能、尺寸稳定性、耐热性、耐老化性能有明显提高，耐疲劳强度是未增强的2.5倍。在汽车内外饰件轻量化过程中，安全气囊壳体常选用pa与玻纤等复合材料。

2、cn113334801a公开了一种复合材料轻质安全帽，包括一层碳纤维壳体，在碳纤维壳体内铺设一层气囊，所述的气囊采用两层结构，内层为聚酰胺，外层为弹性体，采用先制成球型或者帽型气囊，然后再球型气囊表面上进行铺贴预浸布。弹性体采用tpu或tpe，该方法工艺复杂且成本较高。

3、cn113335219a公开了一种安全气囊壳体材料，采用玻璃纤维增强聚酰胺56复合材料制备，用于制备聚酰胺56的单体1,5-戊二胺可以通过生物发酵方法获得，但该种复合材料成本高，力学性能中韧性稍差。

4、综上，现有的增强型聚酰胺复合材料虽然满足了轻质要求，但均存在原料成本较高，或者力学性能中韧性较差等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种聚酰胺复合材料和制备方法及其在安全气囊壳体中的应用。本发明所提供的聚酰胺复合材料具有较好的力学性能，同时降低了成本，在安全气囊壳体中具有良好的应用前景。

2、为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种聚酰胺复合材料，其中，所述的聚酰胺复合材料由如下组分制备而成：

4、

5、本发明通过在pa6材料中，添加扁平玻纤，该种玻纤宽度方向比常规玻纤尺寸长，具有一定宽度及扁平度，使得pa6加扁平玻纤复合材料在挤出过程，玻纤被挤出剪碎程度小，玻纤保留尺寸大，使得复合材料具有优异的流动性和拉伸强度。并且通过在pa6材料中，添加接枝poe增韧剂，使得pa6加扁平玻纤复合材料具有优异的低温和高温冲击韧性。

6、进一步的，所述的扁平玻纤宽度方向与长度方向的扁平率为3:1～4:1，纤维直径优选为10μm～15μm。

7、进一步的，所述的接枝poe增韧剂为poe-g-gma(甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚烯烃弹性体)或poe-g-mah(马来酸酐接枝聚烯烃弹性体)中的其中一种。

8、进一步的，所述的偶联剂为硅烷偶联剂或铝酸酯偶联剂中的其中一种。

9、进一步的，所述的稳定剂为热稳定剂、抗氧剂和紫外吸收剂的组合物，

10、其中所述热稳定剂为二月桂酸二乙基锡或马来酸二丁基锡中的至少一种，

11、所述的抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂1010中的至少一种，

12、所述的紫外吸收剂为uv-531、uv-p或uv-326中的至少一种。

13、进一步的，所述的流动改性剂为超支化结构润滑剂。

14、本发明还提供所述的聚酰胺复合材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

15、1)将pa6、接枝poe增韧剂、偶联剂、稳定剂以及流动改性剂按比例加入高速共混机中预混，得到预混料；

16、2)先将所得预混料从主喂料斗加入双螺杆挤出机中，再将一定比例的扁平玻纤从侧喂口中加入，通过双螺杆挤出机熔融挤出，冷却切粒得到聚酰胺复合材料。

17、进一步的，步骤1)中，所述的预混为在100-250r/min高速共混10-20min。

18、进一步的，步骤2)中，所用的双螺杆挤出机共分为9区段，设定温度分别为180-250℃、250-280℃、250-280℃、245-275℃、245-275℃、245-275℃、245-275℃、245-275℃、245-275℃。

19、进一步的，步骤2)中，螺杆转速为300-600r/min。

20、本发明还提供所述的聚酰胺复合材料在安全气囊壳体中的应用。

21、与现有技术相比，本发明具有如下优点：

22、本发明通过在pa6中加入扁平玻纤进行改性，使得改性后的复合材料具有优异的拉伸强度以及冲击韧性，成本较低，工艺流程简单，在安全气囊壳体中有较好的应用前景。

技术特征：

1.一种聚酰胺复合材料，其特征在于，所述的聚酰胺复合材料包括如下重量份的原料：

2.根据权利要求1所述的聚酰胺复合材料，其特征在于，所述的扁平玻纤的宽度方向与长度方向的扁平率为3:1～4:1。

3.根据权利要求1所述的聚酰胺复合材料，其特征在于，所述的接枝poe增韧剂为poe-g-gma或poe-g-mah中的其中一种。

4.根据权利要求1所述的聚酰胺复合材料，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的聚酰胺复合材料，其特征在于，所述的偶联剂为硅烷偶联剂或铝酸酯偶联剂中的其中一种。

6.根据权利要求1所述的聚酰胺复合材料，其特征在于，所述的流动改性剂为超支化结构润滑剂。

7.一种权利要求1-6任意一项所述的聚酰胺复合材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的预混为在100-250r/min高速共混10-20min。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所用的双螺杆挤出机共分为9区段，设定温度分别为180-250℃、250-280℃、250-280℃、245-275℃、245-275℃、245-275℃、245-275℃、245-275℃、245-275℃。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，螺杆转速为300-600r/min。

技术总结
本发明属于改性高分子材料技术领域，特别涉及一种安全气囊壳体用聚酰胺复合材料和制备方法，通过在PA6材料中添加扁平玻纤，该种玻纤宽度方向比常规玻纤尺寸长，具有一定宽度及扁平度，使得PA6加扁平玻纤复合材料在挤出过程，玻纤被挤出剪碎程度小，玻纤保留尺寸大，使得复合材料具有优异的流动性和拉伸强度；并且通过在PA6材料中，添加接枝POE增韧剂，使得PA6加扁平玻纤复合材料具有优异的低温和高温冲击韧性，在安全气囊壳体中有较好的应用前景。

技术研发人员：徐青华,孔丽萍
受保护的技术使用者：南京跃贝新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11