本发明属于高分子材料领域，涉及一种增韧聚酰胺复合材料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、聚酰胺，俗称尼龙，是分子主链上的重复单元中含有酰胺基团（-conh-）的一类高聚物的总称。聚酰胺既可以通过内酰胺开环聚合制得，也可以通过二元胺与二元酸缩合聚合反应得到。聚酰胺材料因其优良的性能和广泛的应用性，发展十分迅速，到目前为止，聚酰胺已经成为五大工程塑料中用量最大的品种。无论是在聚酰胺的基础研究方面还是其应用开发领域，聚酰胺材料在高分子材料的大家族中一直占有重要的位置。
2、聚合物的增韧、增强一直是聚合物研究的热门领域。通过对聚酰胺材料进行增韧增强可以获得一系列具有更加优异性能的聚酰胺，使其应用领域不断拓展，同时相较于合成新型高性能的聚合物来说，对传统材料进行增韧增强是一种相对低成本且直接的办法。对聚酰胺增韧增强的方法主要有以下三种：
3、1、在聚酰胺中加入小分子物质通过物理机械的方法对聚酰胺增韧增强。公开号为cn106221204的中国专利公开了一种玻纤增强聚酰胺的制备方法，通过设计独特的配方设计以及使用两步法挤出工艺制备出了低熔点、具有刚韧平衡性、尺寸稳定性好的玻纤增强聚酰胺共混物，可广泛应用于具有较高刚韧平衡性、耐磨性和尺寸稳定性要求的汽车、工程结构件以及电子电器产品等领域。
4、2、将不同的聚合物与聚酰胺共混从而对聚酰胺增韧增强。公开号为cn101235196的中国专利公开了一种聚酰胺用的增韧剂及其增韧的聚酰胺，所述的增韧剂通过以下方法制备：将经预辐照或加有过氧化物的聚烯烃与官能化的低分子聚丁二烯混合，放入挤出机中进行聚烯烃的接枝反应，得到改性的聚烯烃增韧剂，再将其经挤出共混分散在聚酰胺中，增韧剂形成的核壳结构可以保持聚酰胺体系的刚韧平衡，同时增韧剂中的官能团可以与聚酰胺形成良好的界面结合。公开号为cn1480489的中国专利公开了一种由聚酰胺和混合橡胶组分经共混得到的增韧聚酰胺共混物的制备方法，该增韧聚酰胺组合物所含橡胶相的形态和粒径分布可通过改变所混入的具有交联结构的粉末橡胶的粒径及选择适当的未硫化橡胶或热塑性弹性体来进行控制，具有良好韧性和加工性能，并同时保持有较好的强度和刚性。
5、3、利用化学方法与聚酰胺共聚从而对聚酰胺增韧增强。公开号为cn109705342a的专利采用了单官能团异氰酸酯封端，从而降低了聚酰胺树脂中的的端羧基和端氨基含量，然而，由于异氰酸酯容易发生自聚反应，形成二聚体或高分子量的聚合物，因此，容易在聚酰胺树脂中引入杂质，从而影响聚酰胺的力学性能。
6、综上，目前对聚酰胺增韧增强的方法主要集中在以上三种方法。然而这三种方法都存在着一些不足：比如这些方法难以同时对材料达到既增韧又增强的目的，往往会以牺牲其中一项性能为代价。另外，决定聚合物复合材料性能的关键因素是相容性问题，加入小分子填料或者第二聚合物的方法常常面临着填料或第二聚合物与基体聚合物之间的相互作用差，导致其在基体中团聚或分相。
7、目前，研发具有良好耐低温脆化、增韧性能的聚酰胺树脂仍是现有技术领域中亟待解决的问题。
技术实现思路
1、为了解决现有技术和产品的不足，本发明提供了一种增韧聚酰胺复合材料及其制备方法和应用。
2、一种增韧聚酰胺复合材料，至少含有聚酰胺树脂和含氟咪唑啉季铵盐；所述聚酰胺树脂的生产原料至少包括己二胺和二元酸；所述聚酰胺树脂与所述含氟咪唑啉季铵盐的质量比为100：（10-30）。
3、在本发明的一些实施方式中，所述聚酰胺树脂为聚酰胺树脂pa66、聚酰胺树脂pa610中的任意一种。
4、在本发明的一些实施方式中，所述含氟咪唑啉季铵盐的制备过程包含以下步骤：
5、s1：将二乙烯三胺与含氟烷基酸按照摩尔比1：（1-1.2）加入反应容器中，然后加入携水剂和催化剂，加热回流脱水反应8-10h；
6、s2：利用真空蒸馏法脱出s1中反应体系的携水剂和水，向其中加入氯化苄，在100-110℃下反应5-7h，将所得反应体系用丙酮和甲苯的混合溶液重结晶，即得到所述含氟咪唑啉季胺盐。
7、进一步地，s1中所述含氟烷基酸为2h,2h,3h,3h-全氟癸酸、2h,2h,3h,3h-全氟壬酸、2h,2h,3h,3h-全氟辛酸、2h,2h,3h,3h –全氟庚酸、4,4,5,5,6,6-六氟己酸、4-氟环己基甲酸、4,4-二氟环己甲酸中的至少一种。
8、因为，所述含氟咪唑啉季铵盐在所述聚氨酯树脂中不仅是降低材料的吸水性，更是要控制所得材料在低温下的脱水性，所以，制备所述含氟咪唑啉季铵盐所用含氟烷基酸优选为以上所述化合物中的至少一种，否则会影响到所述含氟咪唑啉季铵盐在所述聚酰胺树脂中的渗移以及与其端氨基的化学结合，导致所得增韧聚酰胺复合材料的低温耐冲击性以及均一韧性不足。
9、进一步地，s1中所述携水剂为甲苯、二甲苯中的任意一种，使用质量占所述二乙烯三胺与所述含氟烷基酸的总质量的20-30%。
10、进一步地，s1中所述催化剂为路易斯酸催化剂中的任意一种，具体的，可以氧化铝，氧化锌，氧化镁、氧化铁等。
11、进一步地，s1中所述加热回流的温度为120-150℃。
12、进一步地，s2中所述氯化苄的摩尔量为s1中所述二乙烯三胺摩尔量的1-1.05倍。
13、以上所述增韧聚酰胺复合材料的制备方法，包含以下步骤：将所述聚酰胺树脂置于真空环境中烘干，与所述含氟咪唑啉季铵盐进行熔融混炼，熔融混炼温度比所述聚氨酯树脂的熔点高20-30℃，熔融混炼时间胃0.5-5min，使所述含氟咪唑啉季铵盐在所述聚酰胺树脂中渗移；待混炼结束从喷嘴中挤出线料，将线料在水中冷却，经过制粒机中切割成粒，得到所述增韧聚酰胺复合材料。
14、将熔融混炼温度设置在高于所述聚氨酯树脂熔点20-30℃的水平，是鉴于：线性聚酰胺分子链在高温的作用下，部分分子链的端氨基会发生脱氢，相邻的端氨基彼此之间反应，可脱除一个氨基，同时生成一个仲胺基，仲胺基上的氢原子比较活泼，可以与所述含氟咪唑啉季铵盐中的氨基反应，链和链之间通过所述含氟咪唑啉季铵盐形成的交联点随着高温处理的时间延长而增多，从而形成三维交联网络结构。而且，在这一温度水平下，可以保证聚酰胺树脂弯曲熔融也不会分解。
15、本发明还提供以上所述增韧聚酰胺复合材料在制备成型部件中的应用。
16、有益效果：与现有技术相比，本发明创造性地将自制的含氟咪唑啉季铵盐与聚酰胺树脂在一定的高温下熔融混炼，使其之间通过化学反应实现交联，既不破坏聚酰胺树脂的分子链主体结构，也能利用含氟咪唑啉季铵盐的特殊结构，适度 降低聚酰胺树脂的吸水性，同时，所得增韧聚酰胺复合材料的低温脱水性也得到缓解，减少了材料经过膨胀在低温条件下变脆的可能性，从而实现了优异的低温抗冲击性。
1.一种增韧聚酰胺复合材料，其特征在于，至少含有聚酰胺树脂和含氟咪唑啉季铵盐；所述聚酰胺树脂的生产原料至少包括己二胺和二元酸；所述聚酰胺树脂与所述含氟咪唑啉季铵盐的质量比为100：（10-30）。
2.根据权利要求1所述增韧聚酰胺复合材料，其特征在于，所述聚酰胺树脂为聚酰胺树脂pa66、聚酰胺树脂pa610中的任意一种。
3.根据权利要求1所述增韧聚酰胺复合材料，其特征在于，所述含氟咪唑啉季铵盐的制备过程包含以下步骤：
4. 根据权利要求3所述增韧聚酰胺复合材料，其特征在于，s1中所述含氟烷基酸为2h,2h,3h,3h-全氟癸酸、2h,2h,3h,3h-全氟壬酸、2h,2h,3h,3h-全氟辛酸、2h,2h,3h,3h –全氟庚酸、4,4,5,5,6,6-六氟己酸、4-氟环己基甲酸、4,4-二氟环己甲酸中的至少一种。
5.根据权利要求3所述增韧聚酰胺复合材料，其特征在于，s1中所述携水剂为甲苯、二甲苯中的任意一种，使用质量占所述二乙烯三胺与所述含氟烷基酸的总质量的20-30%。
6.根据权利要求3所述增韧聚酰胺复合材料，其特征在于，s1中所述催化剂为路易斯酸催化剂中的任意一种。
7.根据权利要求3所述增韧聚酰胺复合材料，其特征在于，s1中所述加热回流的温度为120-150℃。
8.根据权利要求3所述增韧聚酰胺复合材料，其特征在于，s2中所述氯化苄的摩尔量为s1中所述二乙烯三胺摩尔量的1-1.05倍。
9.权利要求1-8任意一项所述增韧聚酰胺复合材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：将所述聚酰胺树脂置于真空环境中烘干，与所述含氟咪唑啉季铵盐进行熔融混炼，熔融混炼温度比所述聚氨酯树脂的熔点高20-30℃，熔融混炼时间为0.5-5min，使所述含氟咪唑啉季铵盐在所述聚酰胺树脂中渗移；待混炼结束从喷嘴中挤出线料，将线料在水中冷却，经过制粒机中切割成粒，得到所述增韧聚酰胺复合材料。
10.权利要求1-8任意一项所述增韧聚酰胺复合材料在制备成型部件中的应用。
