CN101200587A - 一种新型尼龙12复合材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型尼龙12复合材料的制备方法，该方法包括以下工艺步骤：(1)把20～40wt％的聚烯烃加到熔融的尼龙12单体中，通过搅拌进行分散，(2)把0.5～2wt％的蒙脱土分散在熔融的尼龙12单体中，(3)把上述两者混合后，加入0.5～2wt％引发剂和0.5～2wt％助催化剂，进行单体的阴离子开环聚合，得到复合材料。与现有技术相比，本发明具有工艺简单，流程短，效率高，无污染等特点。

Description

一种新型尼龙12复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种用蒙脱土和聚烯烃改性尼龙12的方法，特别是高粘度尼龙12的制备和改性方法。
背景技术
尼龙12(PA12)吸水率低，耐低温性好，气密性好，耐碱、油脂性能优良，耐醇类和无机稀酸以及芳烃的性能中等，力学性能和电性能亦好，且属自熄性材料。当前被广泛地应用于汽车上的燃油管和刹车管、光纤护套，光电纤维涂层、运动器材以及食品包装。但是由于尼龙12与用量最大的尼龙6、66比成本太高，严重影响了其使用范围。如何能在维持尼龙12力学性能的基础上降低成本是扩大尼龙12应用所面临的重要问题。
当前PA12用量最多的燃油管在解决这个问题的方法主要是通过多层共挤出来减少价格较高的尼龙用量，用相对廉价的尼龙作为夹层，CN 1720409A中就采用这种方法来制造气压制动软管。Brunnhofer的美国专利No.5076329提出了一种五层燃油管，该燃油管包括尼龙11或尼龙12形成的厚外层，尼龙6形成的厚中间层，以及位于中间层和外层之间，并与中间层与外层粘结的由聚乙烯或聚丙烯形成的薄中间粘结层。管子内部是尼龙6的内层，在管子与尼龙6层之间是由乙烯-乙烯醇共聚物形成的薄中间溶剂阻隔层。Brunnhofer的美国专利No.5038833提出了一种三层燃油管，由共挤出的尼龙11或尼龙12外层、乙烯-乙烯醇共聚物形成的中间溶剂阻隔层以及尼龙11或尼龙12形成的内阻水层。Kerschbaumer的美国专利No.5219003中提出的一种燃油管的中间溶剂阻隔层是由尼龙66或尼龙66和聚酰胺弹性体混和物形成的。
但是这些方法工艺复杂，流程长，效率低，而且有的有污染。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种成本低，工艺简单，流程短，效率高，无污染的新型尼龙12复合材料的制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种新型尼龙12复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下工艺步骤：(1)把20～40wt％的聚烯烃加到熔融的尼龙12单体中，通过搅拌进行分散，(2)把0.5～2wt％的蒙脱土分散在熔融的尼龙12单体中，(3)把上述两者混合后，加入0.5～2wt％引发剂和0.5～2wt％助催化剂，进行单体的阴离子开环聚合，得到复合材料。
所述的尼龙12单体含量为59～79wt％。
所述的聚烯烃包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯或它们的共聚物。
所述的聚烯烃上带有反应性官能团，该官能团包括酸酐、异氰酸酯、酯基、酰氯等能活化内酰胺的基团。
所述的引发剂包括碱金属氢化物、氧化物、氢氧化物、碳酸盐及它们与内酰胺反应形成的产物。
所述的助催化剂包括带异腈酸酯基的小分子、乙酰化己内酰胺、乙酰化十二内酰胺、带酰氯基团的小分子、含酯基或含马来酸酐的小分子。
所述的复合材料可通过反应挤出成型或通过浇铸成型。
所述的反应挤出成型包括双螺杆挤出机挤出成型，螺杆温度控制在200℃～250℃。
对于应用在燃油管上的尼龙12，通过与对燃油具有良好阻隔性的聚烯烃共混是降低材料成本的另一种有效途径。同时，蒙脱土(蒙脱土可经过有机化处理，适合以尼龙为基体，且能够在尼龙12单体中分散均匀)的加入，增加了材料的阻隔性能，还可以同时提高材料的强度和韧性。本发明提供了一种新的制备方法来达到上述目的。
与现有技术相比，本发明使尼龙12中加入了聚烯烃作为分散相，降低了材料成本，蒙脱土的加入既改善了聚烯烃在尼龙12中的分散尺寸，又起到了阻隔作用，使材料的强度和模量上升，冲击性能有提高，抗热性能也显著提高。总之，本发明具有成本低，工艺简单，流程短，效率高，无污染等特点。
具体实施方式
以下结合具体实施例来说明本发明所涉及的方法和工艺。
实施例1
蒙脱土含量为0.5％，马来酸酐接枝聚丙烯的含量为20％，十二内酰胺77.9％，引发剂0.8％，活化剂0.8％，把以上几种料在混料机中混合均匀后，经双螺杆挤出，螺杆温度控制在200-250℃。制备的尼龙12/聚烯烃/蒙脱土复合材料性能见附表1
实施例2
同实施例1，蒙脱土含量为1％，马来酸酐接枝聚丙烯的含量为20％，引发剂0.5％，活化剂0.5％，制备的尼龙12/聚烯烃/蒙脱土复合材料性能见附表1
实施例3
同实施例1，蒙脱土含量为2％，聚烯烃的含量为20％，引发剂2％，活化剂2％，制备的尼龙12/聚烯烃/蒙脱土复合材料性能见附表1
实施例4
同实施例1，蒙脱土含量为1％，马来酸酐接枝聚丙烯的含量为30％，制备的尼龙/聚烯烃/蒙脱土复合材料性能见附表1
实施例5
同实施例1，蒙脱土含量为1％，马来酸酐接枝聚丙烯的含量为40％，制备的尼龙12/聚烯烃/蒙脱土复合材料性能见附表1。
对比例
采用实施例1相同的方法，但不加马来酸酐接枝聚丙烯和蒙脱土，制备的尼龙12材料性能见附表1。
附表1
Figure A20061011950500051
Figure A20061011950500061

Claims (8)

1.一种新型尼龙12复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下工艺步骤：(1)把20～40wt％的聚烯烃加到熔融的尼龙12单体中，通过搅拌进行分散，(2)把0.5～2wt％的蒙脱土分散在熔融的尼龙12单体中，(3)把上述两者混合后，加入0.5～2wt％引发剂和0.5～2wt％助催化剂，进行单体的阴离子开环聚合，得到复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种新型尼龙12复合材料的制备方法，其特征在于，所述的尼龙12单体含量为59～79wt％。
3.根据权利要求1所述的一种新型尼龙12复合材料的制备方法，其特征在于，所述的聚烯烃包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯或它们的共聚物。
4.根据权利要求1或3所述的一种新型尼龙12复合材料的制备方法，其特征在于，所述的聚烯烃上带有反应性官能团，该官能团包括酸酐、异氰酸酯、酯基、酰氯等能活化内酰胺的基团。
5.根据权利要求1所述的一种新型尼龙12复合材料的制备方法，其特征在于，所述的引发剂包括碱金属氢化物、氧化物、氢氧化物、碳酸盐及它们与内酰胺反应形成的产物.
6.根据权利要求1所述的一种新型尼龙12复合材料的制备方法，其特征在于，所述的助催化剂包括带异腈酸酯基的小分子、乙酰化己内酰胺、乙酰化十二内酰胺、带酰氯基团的小分子、含酯基或含马来酸酐的小分子。
7.根据权利要求1所述的一种新型尼龙12复合材料的制备方法，其特征在于，所述的复合材料可通过反应挤出成型或通过浇铸成型。
8.根据权利要求7所述的一种新型尼龙12复合材料的制备方法，其特征在于，所述的反应挤出成型包括双螺杆挤出机挤出成型，螺杆温度控制在200℃～250℃。
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