CN101831169A - 一种增韧mc尼龙共混材料及其制备方法 - Google Patents

一种增韧mc尼龙共混材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种增韧MC尼龙共混材料及其制备方法，其特点是：将100份己内酰胺在110℃使之完全融化，升温至130℃，减压蒸馏除去水分；然后将0.01-1份NaOH加入反应釜内，再次进行真空蒸馏除水，升温至135-140℃，加入聚氧化乙烯1-20份，继续真空除水，卸除真空，并迅速加入0.01-1份多异氰酸酯，搅拌均匀，迅速注入已预热至160-170℃的模具中，聚合反应20-40分钟，自然冷却后脱模，于165℃进行热处理。

Description

一种增韧MC尼龙共混材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种增韧MC尼龙共混材料及其制备方法，属于聚合物合成及加工领域。
背景技术
单体浇铸尼龙(简称MC尼龙)是应用己内酰胺阴离子聚合新技术发展起来的新型工程塑料，其分子量高，结晶度高，密度大，因而机械强度、刚度、耐磨性能比一般尼龙大，耐化学性能好，吸水性小，尺寸稳定性好，并可采用在热模具中将聚合及成型合而为一的本体聚合方式，特别适于大型尼龙成型制品，在许多领域中正逐步替代铜、铝、钢铁等金属材料，广泛用于机械、石油化工、纺织、交通、建筑、冶金等行业。但未经改性的MC尼龙在实际应用中存在着强度模量较低，低温韧性较差等缺点，限制了MC尼龙制品的广泛应用。
人们已开展大量工作对MC尼龙进行增韧改性研究。中国专利CN200610040172.7，公开了一种热塑性聚氨酯(TPU)/尼龙6复合材料的原位缩聚的制备方法，所制备的复合材料冲击韧性得到了较大改善。王新华等，工程塑料应用，1996，24(3)，描述了在己内酰胺的阴离子催化聚合反应中添加5-30％的六甲基磷酰三胺(HPT)，可使MC尼龙的冲击强度成倍地提高。杨柳青等，高分子通报，2005，(2)，81-87，提出了分子筛增强增韧MC尼龙一系列的模型及机理，但其增韧程度有限。王玫瑰等，工程塑料应用，2004，32(9)，描述了采用环氧树脂改性MC尼龙，其缺口冲击强度高达30.68kJ/m2。高建国等，中国塑料，2000，14(10)，对丙二醇和四氢吠喃共聚醚改性MC尼龙进行了研究，发现当聚醚的分子质量较高时，尼龙的强度增加而韧性降低。以上改性方法中，通常在形成抗冲击强度和低温韧性优良的MC尼龙共混物时，伴随着力学强度和刚性的降低和损失。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种增韧MC尼龙共混材料及其制备方法，其特点是选用具有较高强韧性的高分子量聚氧化乙烯(PEO)增韧增强MC尼龙，获得刚韧平衡、综合性能优异的MC尼龙共混材料。
本发明的目的由以下技术措施实现，其中所述原料分数除特殊说明外，均为重量份数。
增韧MC尼龙共混材料的起始原料配方组分为：
己内酰胺                      100份
聚氧化乙烯                    1～20份
氢氧化钠(NaOH)                0.01～1份
多异氰酸酯                    0.01～1份
其中，聚氧化乙烯分子量为5000-50万。多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、三苯甲烷三异氰酸酯(TTI)中的任一一种。
增韧MC尼龙共混材料的制备方法及性能
将100份己内酰胺在110℃使之完全融化，升温至130℃，减压蒸馏除去水分；然后将0.01-1份NaOH加入反应釜内，再次进行真空蒸馏除水，升温至135-140℃，加入聚氧化乙烯1-20份，继续真空除水，然后卸除真空，并迅速加入0.01-1份多异氰酸酯，搅拌均匀，迅速注入已预热至160-170℃的模具中，聚合反应20-40分钟，自然冷却后脱模，于165℃进行热处理。
将3份聚氧化乙烯与MC尼龙复合制备的MC尼龙共混材料，其断裂伸长率相对于原MC尼龙提高160％，冲击强度提高15.4％，同时保持了较高的拉伸强度。
本发明具有如下优点
聚氧化乙烯(PEO)是一种高结晶的热塑性聚合物，低分子量的聚氧化乙烯具有良好的柔软性，可用作性能优良的增塑剂，高分子量或超高分子量的聚氧化乙烯具有高强度、高韧性，是聚合物很好的增韧材料。在分子结构上，聚氧化乙烯分子上的氧原子可与尼龙分子胺基上氢形成氢键作用，使二者具有较好的相容性，获得较好的分散性。本发明利用此结构上的特点及聚氧化乙烯较高的强韧性达到增韧MC尼龙的目的；同时，根据应用需求，通过改变聚氧化乙烯分子量，可调整MC尼龙共混材料的强韧性。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
将100g己内酰胺在110℃使之完全融化，升温至130℃，减压蒸馏除去水分；然后将0.18gNaOH加入反应釜内，再次进行真空蒸馏除水，升温至140℃，加入聚氧化乙烯(分子量5万)10g，继续真空除水，然后卸除真空，并迅速加入0.6g甲苯二异氰酸酯，搅拌均匀，迅速注入已预热至165℃的模具中，聚合反应30分钟，自然冷却后脱模，于160℃进行热处理。
实施例2
将100g己内酰胺在110℃使之完全融化，升温至130℃，减压蒸馏除去水分；然后将0.5gNaOH加入反应釜内，再次进行真空蒸馏除水，升温至135℃，加入聚氧化乙烯(分子量20万)5g，继续真空除水，然后卸除真空，并迅速加入1.1g二苯基甲烷二异氰酸酯，搅拌均匀，迅速注入已预热至160℃的模具中，聚合反应40分钟，自然冷却后脱模，于165℃进行热处理。

Claims (4)

1.一种增韧MC尼龙共混材料，其特征在于该共混材料的起始原料配方组分按重量计为：
己内酰胺                   100份
聚氧化乙烯                 1～20份
氢氧化钠(NaOH)             0.01～1份
多异氰酸酯                 0.01～1份。
2.如权利要求1所述增韧MC尼龙共混材料，其特征在于增韧材料为聚氧化乙烯，其分子量为5000-50万。
3.如权利要求1所述增韧MC尼龙共混材料，其特征在于多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、三苯甲烷三异氰酸酯(TTI)中的任一一种。
4.如权利要求1～3之一所述增韧MC尼龙共混材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
将100份己内酰胺在110℃使之完全融化，升温至130℃，减压蒸馏除去水分；然后将0.01-1份NaOH加入反应釜内，再次进行真空蒸馏除水，升温至135-140℃，加入聚氧化乙烯1-20份，继续真空除水，卸除真空，并迅速加入0.01-1份多异氰酸酯，搅拌均匀，迅速注入已预热至160-170℃的模具中，聚合反应20-40分钟，自然冷却后脱模，于165℃进行热处理。
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