【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子合金材料，具体涉及一种聚酰胺复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、氢燃料电池因其高效率和零排放等优点，被认为是21世纪理想的移动动力源。氢是宇宙中最轻的物质，而且易燃易爆，实现其安全的高密度储存是非常困难的，一直被认为是制约氢燃料汽车发展的主要障碍之一。目前为止，高压气态储存被认为是实现氢燃料电池车载应用的最切实可行的储存方式，开发安全的高压车载供氢技术一直是氢燃料电池汽车研发中的重要环节。高压气态储存所用的高压储氢瓶一般为复合材料，且通常需要在高压和高温环境下工作，对该复合材料的物理机械性能、可靠性和经济性提出了更高的要求。
2、车载复合材料气瓶储氢的压力大小会直接决定汽车的里程。目前国内对于储氢气瓶主要停留在35mpa第ⅲ代金属内衬复合材料的研制生产，较国外70mpa第ⅳ代塑料内衬复合材料气瓶(iv型气瓶)的研制水平差距较大。iv型气瓶的研制重点与难点在于塑料内衬的研制，针对塑料内衬国内外报道可采用hdpe、pa6以及pet等材料，但是塑料内衬氢气的阻隔性、力学性能问题一直是研究的重点与热点。
3、现有方案为采用多层阻隔方案，生产效率低。如cn113124309a采用多层滚塑工艺，多次投料制备5层储氢瓶内胆，外层和内层均为聚酰胺、聚酯或高密度聚乙烯；阻隔层为乙烯-乙烯醇共聚物或其改性物；内/外过渡层为内/外层所用材料与乙烯-乙烯醇共聚物(evoh)的混合物。该塑料内胆虽具有较好的水汽、氢气阻隔性，但制备工艺复杂，且evoh的阻隔性能受湿度、温度变化影响较大。cn1157855
4、因此，仍需要开发一种具有良好的阻隔性和力学性能的氢气瓶用单层阻隔层材料。
技术实现思路
1、基于现有技术存在的多层储氢气瓶内胆材料阻隔性及力学性能较差的缺陷，本专利技术的目的在于提供了一种聚酰胺复合材料及其制备方法和应用。
2、为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、一种聚酰胺复合材料，包括以下重量份的组分：
4、pa6树脂39-71份、聚己二酰间苯二甲胺(mxd6)18-51份、倍半硅氧烷0.5-11份、增韧剂6-22份、助剂0.2-1.1份。
5、本专利技术的方案中，倍半硅氧烷为球形网状结构，且携带如环氧基团等反应性基团，利用倍半硅氧烷携带的反应性基团与树脂(pa6、mxd6)的端基键合形成物理及化学网状交联结构，能够改善poss与聚合物之间的相容性，提升抗冲击性能的同时增加气体阻隔效果，mxd6、倍半硅氧烷和pa6相互配合，协同增加聚酰胺复合材料的力学性能和阻隔效果。
6、优选地，所述聚酰胺复合材料包括以下重量份的组分：pa6树脂40-70份、聚己二酰间苯二甲胺20-50份、倍半硅氧烷1-10份、增韧剂7-20份、助剂0.2-1份。
7、pa6树脂为己内酰胺开环聚合得到，为半结晶型聚合物，其分子链中重复出现的酰胺基团间可发生氢键结合，并规整排列形成结晶，从而赋予聚酰胺制品良好的机械性能和耐油耐溶剂性、自润滑性以及一定的阻燃性，同时其具有低熔点易成型加工的特点，可以与聚己二酰间苯二甲胺、倍半硅氧烷更好的配合，其粘度没有特殊的要求，如可以选择相对粘度为1-4的pa6树脂，也可以优选相对粘度为2.0-3.8的pa6树脂，粘度测试方法为iso 307-2019。
8、mxd6为间苯二甲胺和己二酸缩聚合成得到，是一种结晶性半芳香特殊尼龙树脂，在尼龙材料中吸水率低，吸水后尺寸变化小，机械强度降低较少，可强化聚酰胺复合材料的气体阻隔效果和提高聚酰胺复合材料的力学性能，其粘度没有特殊的要求，如可以选择相对粘度为1-4的mxd6，也可以优选相对粘度为2.1-2.3的mxd6，粘度测试方法为iso 307-2019。
9、优选地，所述pa6树脂和聚己二酰间苯二甲胺的质量比为(0.8-3.5)：1。
10、进一步优选地，所述pa6树脂和聚己二酰间苯二甲胺的质量比为(1-3)：1。
11、pa6树脂和聚己二酰间苯二甲胺的质量比可以为(0.8：1)、(1：1)、(1.5：1)、(2：1)、(2.5：1)、(3：1)、(3.5：1)等，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
12、pa6树脂和mxd6作为本专利技术产品中占比量较多的基体树脂，在聚酰胺复合材料中pa6树脂和mxd6的质量百分含量之和不小于55％，pa6树脂与mxd6的质量比会影响产品的阻隔性、抗冲击性、加工性能均有影响，经验证，当产品中pa6树脂和mxd6优选上述范围内时，产品可获得最佳的阻隔性、抗冲击性性能。
13、优选地，所述倍半硅氧烷的分子式为(rsio3/2)n，其中，n为偶数，n≥2，如下述的结构式中n分别是6、8和10，优选n为6-20；r包括环氧基、醚基、羟基、苯基、乙烯基中的至少一种，是一种典型的多面低聚倍半硅氧烷，亦称
14、
15、作poss。
16、进一步优选地，r为环氧基、醚基、羟基中的任意一种。该类基团反应活性高，可与尼龙中基团进行反应，提供产品的阻隔性、抗冲击性性能。
17、进一步优选地，所述倍半硅氧烷的分子质量为400～3000g/mol，更进一步优选1300-3000g/mol，以n,n-二甲基甲酰胺为淋洗液并采用凝胶渗透色谱仪进行分子量表征。
18、优选地，所述倍半硅氧烷的重量份为2-8份。
19、倍半硅氧烷的重量份可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10等，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。倍半硅氧烷作为增加聚酰胺复合材料抗冲击性能和气体阻隔效果的重要组分，其添加量影响聚酰胺复合材料的抗冲击性能和气体阻隔效果，在上述的重量份含量范围下，聚酰胺复合材料的抗冲击性能和气体阻隔性能更优。
20、优选地，当倍半硅氧烷的r包括环氧基时，所述倍半硅氧烷的环氧当量的范围为50-250g/mol，优选160-180g/mol。
21、优选地，所述增韧剂包括马来酸酐接枝物，所述马来酸酐接枝物包括马来酸酐接枝聚乙烯(mah-g-pe)、马来酸酐接枝改性聚烯烃弹性体(mah-g-poe)、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(mah-g-epdm)中的至少一种，可以选择接枝率为0.1-1.5％的马来酸酐接枝物，马来酸酐接枝物的接枝率通过酸碱滴定法测得。
22、优选地，所述助剂包括抗氧剂和润滑剂。
23、更优选地，所述助剂包括0.2～0.5份抗氧剂和0.2～0.5份润滑本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚酰胺复合材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：
2.如权利要求1所述聚酰胺复合材料，其特征在于，所述倍半硅氧烷的分子式为(RSiO3/2)n，其中n为偶数，R包括环氧基、醚基、羟基、苯基、乙烯基中的至少一种。
3.如权利要求2所述聚酰胺复合材料，其特征在于，所述倍半硅氧烷的分子质量为400～3000g/mol。
4.如权利要求1所述聚酰胺复合材料，其特征在于，所述PA6树脂和聚己二酰间苯二甲胺的质量比为(0.8-3.5)：1。
5.如权利要求1所述聚酰胺复合材料，其特征在于，所述倍半硅氧烷的重量份为2-8份。
6.如权利要求1所述聚酰胺复合材料，其特征在于，所述助剂包括抗氧剂和润滑剂。
7.如权利要求6所述聚酰胺复合材料，其特征在于，所述抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的复配物；所述润滑剂包括硅酮类、酯类、酰胺类、聚乙烯类、硬脂酸类、脂肪酸类润滑剂中的至少一种。
8.如权利要求1所述聚酰胺复合材料，其特征在于，所述增韧剂包括马来酸酐接枝物，所述马来酸酐接枝物包括马来酸酐接枝聚
9.如权利要求1～8任一项所述聚酰胺复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.如权利要求1～8任一项所述聚酰胺复合材料在制备储氢瓶和汽车线束中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种聚酰胺复合材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：
2.如权利要求1所述聚酰胺复合材料，其特征在于，所述倍半硅氧烷的分子式为(rsio3/2)n，其中n为偶数，r包括环氧基、醚基、羟基、苯基、乙烯基中的至少一种。
3.如权利要求2所述聚酰胺复合材料，其特征在于，所述倍半硅氧烷的分子质量为400～3000g/mol。
4.如权利要求1所述聚酰胺复合材料，其特征在于，所述pa6树脂和聚己二酰间苯二甲胺的质量比为(0.8-3.5)：1。
5.如权利要求1所述聚酰胺复合材料，其特征在于，所述倍半硅氧烷的重量份为2-8份。
6.如权利要求1所述聚酰胺复合材料，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：安朋，胡晓丹，陈平绪，叶南飚，叶士兵，黄雄锋，王玉玺，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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