本发明属于高分子材料改性领域，涉及一种高耐热高阻隔pa6/coc复合材料及其制备方法。
背景技术：
1、聚酰胺(polyamide，pa)通常称为尼龙(nylon)，是主链中含有酰胺基团（-nhco-）的杂链聚合物，可以分为脂肪族和芳香族两类，是开发最早、使用量最大的热塑性工程材料。聚酰胺-6（pa6）是脂肪族聚酰胺，具有质轻、强度大、抗磨损、耐弱酸弱碱及一些有机溶剂、容易成型加工等优良的性能，广泛应用在纤维、工程塑料和薄膜等领域，但是pa6的分子链段中含有极性强的酰胺基团，容易与水分子形成氢键，产品具有吸水性大、尺寸稳定性差、干态和低温时冲击强度低、耐强酸强碱性差等缺点，经过合理改性后广泛应用在汽车中各个领域，比如管路，卡扣，门把手等部位。
2、coc是一种环烯烃类共聚物，不同于聚乙烯和聚丙烯为代表的结晶性聚烯烃，它是一种分子主链由碳氢通过高结晶形成紧密结晶结构的工程塑料，这种结构赋予了聚合物优异的耐化学性，抗冲击性能，摩擦性能和高阻隔性。
3、燃油车，混动车和电动汽车上大部分材料采用尼龙材料，为了提升尼龙的耐溶剂性和阻隔性，大部分改性方法是采用非极性的聚烯烃树脂进行改性，但是普通的聚烯烃产品，如聚乙烯和聚丙烯，其熔点较低，耐热性差。为了改善这个耐热问题，本发明引入高阻隔和耐热较佳的coc产品，进行对coc改性，同时选择合适的润滑剂来改善材料的加工问题，最终获得高耐热高阻隔pa6/coc复合材料。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种pa6/coc复合材料及其制备方法。本发明通过采用高粘的pa6作为第一基体树脂，coc作为第二基体树脂，通过coc改善pa6耐溶剂性能，添加成核剂提升合金材料的结晶度，进一步提升材料的刚性，耐热性，耐溶剂和阻隔性能，同时采用适当增韧剂、润滑剂体系，平衡材料的刚性，韧性和加工性能，使最终制备的pa6/coc复合材料具备高耐热、优异的耐溶剂性和良好的阻隔性。
2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：
3、第一方面，本发明提供了一种pa6/coc复合材料，所述复合材料按重量份计包括以下组分：pa6 65份-80份；coc15份-25份；改性填料6-10份；成核剂0.3份-0.8份；增韧剂4份-8份；润滑剂0.5份-2份；抗氧剂0.2份-1.0份。
4、作为本发明优选的方案，改性填料的制备方法包括以下步骤：
5、（1）将重量比1：0.4-0.6：1.5-1.7的氧化铝、二氧化钛和二氧化硅混合，得到填料；氧化铝的粒径为60-100nm，比表面积为20-30㎡/g；二氧化钛的粒径为30-50nm，比表面积为15-30㎡/g；二氧化硅的粒径为10-20nm，比表面积为200-250㎡/g；
6、（2）在氮气氛围下，将3质量份聚乙烯亚胺和8-10质量份水混合，得到聚乙烯亚胺水溶液，将聚乙烯亚胺水溶液和1-1.5质量份填料混合，在60-65℃搅拌5-6h，离心，干燥，得到改性填料。
7、作为本发明优选的方案，所述pa6的特性粘数在3.0以上；所述coc的熔融指数为10g/10min-20g/10min，测试条件260℃、2.16kg。
8、作为本发明优选的方案，所述增韧剂中mah和gma的含量在5%以上。
9、作为本发明优选的方案，所述抗氧剂包括2，6-二叔丁基对甲酚、β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八醇酯、1，1，3-三（2-甲基-4羟基-5-叔丁基苯基）丁烷、1，3，5-三甲基-2，4，6-三（3，5-二叔丁基-4-羟基苄基）苯、三（壬基代苯基）亚磷酸酯、三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、二亚磷酸双十八酯季戊四醇酯、硫代二丙酸二月桂酸酯、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或任意几种的组合。
10、作为本发明优选的方案，所述润滑剂包括氧化聚乙烯蜡、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物中任意一种或至少两种的组合。
11、作为本发明优选的方案，所述成核剂包括p22或chb-3c。
12、第二方面，本发明提供了前述pa6/coc复合材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
13、将配方量的pa6、coc、改性填料、增韧剂、润滑剂、抗氧剂和成核剂在高混机中混合，得到混合物，将混合物从双螺杆挤出机的主喂料口下料，进行挤出造粒。
14、作为本发明优选的方案，所述混合时间为3min-7min。
15、作为本发明优选的方案，所述双螺杆挤出机的螺杆长度和螺杆直径的比值为30-48；所述双螺杆挤出机各区段的控制温度为250℃-270℃，转速240rpm-320rpm。
16、作为本发明优选的方案，在进行挤出造粒后，将得到的粒子进行烘干后，用注塑机注塑成标准样条测试；其中，烘干温度为100-120℃，烘干时间为4-6h；注塑机各区段的控制温度为250℃-270℃，螺杆转速设定为100rpm-150rpm。
17、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
18、1、本发明通过采用高粘的pa6作为第一基体树脂，coc作为第二基体树脂，通过coc改善pa6耐溶剂性能，添加成核剂提升合金材料的结晶度，进一步提升材料的刚性，耐热性，耐溶剂和阻隔性能，同时采用适当增韧剂、润滑剂体系，平衡材料的刚性，韧性和加工性能，使最终制备的pa6/coc复合材料具备高耐热、优异的耐溶剂性和良好的阻隔性。
19、2、本发明在体系中添加了改性填料，纳米填料的引入可以形成微小的应力集中点，促进基体的均匀强化，同时增加材料的模量，从而提高拉伸强度。经过pei表面改性的填料可以提高复合材料的致密性，减少溶剂分子进入材料内部的机会，从而降低溶剂对材料结构的破坏作用。通过上述改性处理，填料不仅能够均匀分散在基体中，还能与基体形成良好的界面结合，增强了复合材料的整体性能。这种改性填料的加入不仅提高了复合材料的机械性能（如拉伸强度），还增强了其耐老化性能，特别是在耐溶剂老化方面表现突出。
20、3、本发明通过添加特定参数和配比的纳米填料可以改善复合材料的弯曲模量。本发明使用的纳米级的氧化铝、二氧化钛和二氧化硅特定的粒径和比表面积，可以提供更多的接触点，增强基体与填料之间的相互作用。此条件下聚乙烯亚胺(pei)的使用是为了提高填料与pa6基体之间的界面相容性。pei可以更好的通过吸附在填料表面形成一层保护膜，改善填料在基体中的分散性。特定参数的纳米填料的存在可以作为增强相，通过填料与基体之间的强相互作用，提高复合材料的刚性，从而增加弯曲模量。通过精确控制填料的粒径和比表面积，以及适当的表面处理，可以实现填料在基体中的均匀分散，避免了局部聚集导致的性能下降。
1.一种高耐热高阻隔pa6/coc复合材料，其特征在于，所述复合材料按重量份计包括以下组分：pa6 65份-80份；coc15份-25份；改性填料6-10份；成核剂0.3份-0.8份；增韧剂4份-8份；润滑剂0.5份-2份；抗氧剂0.2份-1.0份；
2.根据权利要求1所述的高耐热高阻隔pa6/coc复合材料，其特征在于，所述pa6的特性粘数在3.0以上；所述coc的熔融指数为10g/10min-20g/10min，测试条件260℃、2.16kg。
3.根据权利要求1所述的高耐热高阻隔pa6/coc复合材料，其特征在于，所述增韧剂中mah和gma的含量在5%以上。
4.根据权利要求1所述的高耐热高阻隔pa6/coc复合材料，其特征在于，所述抗氧剂包括2，6-二叔丁基对甲酚、β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八醇酯、1，1，3-三（2-甲基-4羟基-5-叔丁基苯基）丁烷、1，3，5-三甲基-2，4，6-三（3，5-二叔丁基-4-羟基苄基）苯、三（壬基代苯基）亚磷酸酯、三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、二亚磷酸双十八酯季戊四醇酯、硫代二丙酸二月桂酸酯、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或任意几种的组合。
5.根据权利要求1所述的高耐热高阻隔pa6/coc复合材料，其特征在于，所述润滑剂包括氧化聚乙烯蜡、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物中任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求1所述的高耐热高阻隔pa6/coc复合材料，其特征在于，所述成核剂包括p22或chb-3c。
7.一种权利要求1-6任一项所述的高耐热高阻隔pa6/coc复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将配方量的pa6、coc、改性填料、增韧剂、润滑剂、抗氧剂和成核剂在高混机中混合，得到混合物，将混合物从双螺杆挤出机的主喂料口下料，进行挤出造粒。
8.根据权利要求7所述的高耐热高阻隔pa6/coc复合材料的制备方法，其特征在于，所述混合时间为3min-7min；所述双螺杆挤出机的螺杆长度和螺杆直径的比值为30-48；所述双螺杆挤出机各区段的控制温度为250℃-270℃，转速240rpm-320rpm。
9.根据权利要求7所述的高耐热高阻隔pa6/coc复合材料的制备方法，其特征在于，在进行挤出造粒后，将得到的粒子进行烘干后，用注塑机注塑成标准样条测试；其中，烘干温度为100-120℃，烘干时间为4-6h；注塑机各区段的控制温度为250℃-270℃，螺杆转速设定为100rpm-150rpm。
