CN101870811A - 一种耐寒超韧尼龙聚烯烃合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耐寒超韧尼龙聚烯烃合金，由以下质量份数的原料制成：聚己内酰胺，45-75；聚烯烃，15-30，相容剂，4.8-9.7；增韧剂，5-15；抗氧剂，0.1-0.3；助剂，0.1-0.5。本发明还提供了一种耐寒超韧尼龙聚烯烃合金的制备方法，其以聚己内酰胺、聚烯烃等为基料，以马来酸酐接枝的聚烯烃作相容剂，以马来酸酐接枝的POE为增韧剂，用双螺杆挤出共混制得耐寒超韧尼龙聚烯烃合金。本发明制得的耐寒超韧尼龙聚烯烃合金成本低，综合性能优异，尤其抗低温冲击性能佳。

Description

一种耐寒超韧尼龙聚烯烃合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，更具体地说，涉及一种耐寒超韧尼龙聚烯烃合金及其制备方法。
背景技术
聚酰胺(Polyamide，PA)俗称尼龙(Nylon)，是分子主链上含有重复酰胺基团-[NHCO]-的热塑性树脂总称。尼龙塑料具有优越的耐热性能、机械强度、耐药品性能，被广泛应用于电子电器、建材、汽车、薄膜、单丝等方面。但是，尼龙塑料存在机械强度下降、制品尺寸变化等缺陷。为此，现在市场上纯粹的树脂原料并不能满足现有的市场需求，对尼龙塑料进行改性已经受到人们的关注。
耐寒超韧尼龙是改性尼龙的一种，其具有耐低温以及韧度高的性能。然而目前市场上的耐寒超韧尼龙普遍成本较高，而单纯在超韧尼龙配方基础上加入聚烯烃等材料会导致材料耐低温性能急剧下降。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有耐寒超韧尼龙的上述成本高性能低的缺陷，提供一种耐寒超韧尼龙聚烯烃合金及其制备方法。。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种以聚酰胺、聚烯烃为基料，以马来酸酐接枝的聚烯烃作相容剂，以马来酸酐接枝的POE为增韧剂，用双螺杆挤出共混制得尼龙聚烯烃合金。
本发明提供了一种耐寒超韧尼龙聚烯烃合金，由以下质量份数的原料制成：
聚己内酰胺            45-75
聚烯烃        15-30
相容剂        4.8-9.7
增韧剂        5-15
抗氧剂        0.1-0.3
助剂          0.1-0.5。
在本发明所述的耐寒超韧尼龙聚烯烃合金中，所述聚烯烃由聚乙烯或聚丙烯组成。
在本发明所述的耐寒超韧尼龙聚烯烃合金中，所述相容剂由马来酸酐接枝聚乙烯或聚丙烯组成。
在本发明所述的耐寒超韧尼龙聚烯烃合金中，所述增韧剂为马来酸酐接枝POE组成。
在本发明所述的耐寒超韧尼龙聚烯烃合金中，所述抗氧剂为酚类主抗氧剂或亚磷酸酯类辅抗氧剂。
在本发明所述的耐寒超韧尼龙聚烯烃合金中，所述助剂由润滑剂、增塑剂、脱模剂组成。
本发明还提供了一种耐寒超韧尼龙聚烯烃合金的制备方法，包括以下步骤：
1)称取组分1聚己内酰胺、组分2聚烯烃、组分3相容剂、组分4增韧剂、组分5抗氧剂、组分6助剂，并混合处30～60分钟；
2)将步骤1)中混好的原料，经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒。
在本发明所述的耐寒超韧尼龙聚烯烃合金的制备方法中，所述双螺杆挤出机工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为190～200℃，二区温度为200～210℃，三区温度为200～215℃，四区温度为200～220℃，五区200～215℃，混合料在螺杆中输送时间为2～4分钟，压力为12～18MPa。
实施本发明的耐寒超韧尼龙聚烯烃合金及其制备方法，具有以下有益效果：本发明制得的耐寒超韧尼龙聚烯烃合金成本低，综合性能优异，尤其抗低温冲击性能佳；该合金能够广泛应用于溜冰鞋底座、雪地运动器材、工具机外壳等部件。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过具体实施例对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供的耐寒超韧尼龙聚烯烃合金，即耐寒超韧PA6/聚烯烃合金，由下述重量份数的原料制成：
组分1聚己内酰胺    45～75
组分2聚烯烃        15～30
组分3相容剂        4.8～9.7
组分4增韧剂        5～15
组分5抗氧剂        0.1～0.3
组分6助剂          0.1-0.5。
其中，所述组分1由聚己内酰胺，即PA6组成，其具有高抗张强度、耐冲击性优良、自润滑性、耐磨性佳、耐药品性优。
所述组分2由聚乙烯或聚丙烯组成，其具有柔软、无毒、易染色等性质。
所述组分3由马来酸酐接枝聚乙烯(Polyethylene，PE)或聚丙烯(Polypropylene，PP)组成，其功能是使共混物由连续相结构转变为海-岛结构，同时增加了PA6/PE界面强度。
所述组分4由马来酸酐接枝POE(Polyolyaltha Olfin，聚乙烯辛烯共弹性体)组成，其功能是能够大幅度地提高尼龙的冲击强度，尤其是对改善尼龙的低温抗冲击性能有突出的作用。
所述组分5具体选择A类、B类的化合物；A类化合物具体为酚类主抗氧剂，B类化合物具体为亚磷酸酯类辅抗氧剂。该组分能够在制备过程中有效地抗氧化。
所述组分6由润滑剂、增塑剂、脱模剂等助剂组成，有利于产品的加工。
本发明采用以下步骤来制备耐寒超韧PA6/聚烯烃合金：
1)称取组分1聚己内酰胺、组分2聚烯烃、组分3相容剂、组分4增韧剂、组分5抗氧剂、组分6其他助剂，并混合处理30～60分钟；
2)将步骤1)中混好的原料，经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒；其中双螺杆挤出机工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为190～200℃，二区温度为200～210℃，三区温度为200～215℃，四区温度为200～220℃，五区200～215℃，混合料在螺杆中输送时间为2～4分钟，压力为12～18MPa。
以下结合实施例对本发明作详细的说明，其中原料的比例均为重量份数。
实施例1
一种耐寒超韧PA6/PE合金，由下述重量份数的原料制成：
组分1PA645份、组分2PE 30份、组分3相容剂马来酸酐接枝聚乙烯9.7份、组分4增韧剂马来酸酐接枝POE 15份、组分5抗氧剂四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.1份、组分6其他助剂0.5份。
制备方法：称取上述原料，在中速搅拌机中混合20分钟，将混好的原料经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒；双螺杆挤出机工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为190℃，二区温度为200℃，三区温度为200℃，四区温度为200℃，五区200℃，混合料在螺杆中输送时间为2分钟，压力为12MPa。
实施例2
一种耐寒超韧PA6/PP合金，由下述重量份数的原料制成：
组分1PA675份、组分2PP 15份、组分3相容剂马来酸酐接枝聚丙烯4.8份、组分4增韧剂马来酸酐接枝POE 5份、组分5抗氧剂亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)0.1份、组分6其他助剂0.1份。
制备方法：称取上述原料，在中速搅拌机中混合20分钟，将混好的原料，经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒；双螺杆挤出机工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为200℃，二区温度为210℃，三区温度为215℃，四区温度为220℃，五区215℃，混合料在螺杆中输送时间为4分钟，压力为18MPa。
实施例3
一种耐寒超韧PA6/PE合金，由下述重量份数的原料制成：
组分1PA6 61.7份、组分2PE 20份、组分3相容剂马来酸酐接枝聚乙烯5份、组分4增韧剂马来酸酐接枝POE 13份、组分5抗氧剂亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)0.2份、组分6其他助剂0.1份。
制备方法：称取上述原料，在中速搅拌机中混合20分钟，将混好的原料经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒；双螺杆挤出机工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为200℃，二区温度为210℃，三区温度为215℃，四区温度为220℃，五区215℃，混合料在螺杆中输送时间为3分钟，压力为16MPa。
实施例4
一种耐寒超韧PA6/PE合金，由下述重量份数的原料制成：
组分1PA6 64.7份、组分2PP 30份、组分3相容剂马来酸酐接枝聚丙烯5份、组分4增韧剂马来酸酐接枝POE 0份、组分5抗氧剂亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)0.2份、组分6其他助剂0.1份。
制备方法：称取上述原料，在中速搅拌机中混合20分钟，将混好的原料经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒；双螺杆挤出机工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为190℃，二区温度为200℃，三区温度为200℃，四区温度为200℃，五区200℃，混合料在螺杆中输送时间为2分钟，压力为12MPa。
实施例5
一种耐寒超韧PA6/聚烯烃合金，由下述重量份数的原料制成：
组分1PA6 50份、组分2PE 0份、组分3相容剂马来酸酐接枝聚乙烯0份、组分4增韧剂马来酸酐接枝POE 13份、组分5抗氧剂四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.3份、组分6其他助剂0.4份。
制备方法：称取上述原料，在中速搅拌机中混合20分钟，将混好的原料经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒；双螺杆挤出机工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为200℃，二区温度为210℃，三区温度为215℃，四区温度为220℃，五区215℃，混合料在螺杆中输送时间为2分钟，压力为12MPa。
性能评价方式及实行标准
将上述实施例1～5中完成造粒的粒子在80-100℃的鼓风烘箱中干燥3～5小时，再将干燥的粒子在80T注塑机上注塑制样，制样过程中保持模温在40～60℃之间。
拉伸强度按GB/T 1040标准进行检验。试样类型为I型，样条尺寸(mm)：170(长)×(20±0.2)(端部宽度)×(4±0.2)(厚度)，拉伸速度为50mm/min；弯曲强度和弯曲模量按GB 9341/T标准进行检验。试样类型为试样尺寸(mm)：(80±2)×(10±0.2)×(4±0.2)，弯曲速度为20mm/min；缺口冲击强度按GB/T 1043标准进行检验。试样类型为I型，试样尺寸(mm)：(80±2)×(10±0.2)×(4±0.2)；缺口类型为A类，缺口剩余厚度为3.2mm；热变形温度按GB/T 1634.2标准进行检验，负载为1.80MPa.跨距为100mm。
检测结果
实施例1-5的原料组分以及检测结果如表格1所示。
表格1
组成(重量份)   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5
  PA6   45   75   61.7   61.6   50
  聚烯烃   30   15   20   30   0
  相容剂   9.7   4.8   5   8   0
  增韧剂   15   5   13   0   13
  抗氧剂   0.1   0.1   0.2   0.2   0.3
组成(重量份)   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5
  其他助剂   0.5   0.1   0.1   0.2   0.4
  拉伸强度   30   50   35   35   55
  断裂伸长率   350   250   340   310   300
  弯曲强度   35   50   40   35   60
  弯曲模量   900   1100   1050   950   1200
  悬臂梁缺口冲击强度 950 350 900 700 78
  -20℃条件下冷冻8小时后悬臂梁缺口冲击强度 200 100 250 50 260
从表中可以看出：从机械性能角度看，这种耐寒超韧尼龙聚烯烃合金与普通尼龙聚烯烃合金相比，强度下降的少，但增韧效果提高很明显，并且耐低温缺口冲击强度明显高于普通尼龙聚烯烃合金，各项性能接近普通增韧尼龙。从价格角度看，由于聚烯烃的加入，这种耐寒超韧尼龙聚烯烃合金成本明显普通增韧尼龙。这种新型的耐寒超韧尼龙聚烯烃合金具有优异的性价比，在需要耐寒性能的领域具有广泛的应用。

Claims (8)

1.一种耐寒超韧尼龙聚烯烃合金，其特征在于，由以下质量份数的原料制成：
聚己内酰胺    45-75
聚烯烃        15-30
相容剂        4.8-9.7
增韧剂        5-15
抗氧剂        0.1-0.3
助剂          0.1-0.5。
2.根据权利要求1所述的耐寒超韧尼龙聚烯烃合金，其特征在于，所述聚烯烃由聚乙烯或聚丙烯组成。
3.根据权利要求1所述的耐寒超韧尼龙聚烯烃合金，其特征在于，所述相容剂由马来酸酐接枝聚乙烯或聚丙烯组成。
4.根据权利要求1所述的耐寒超韧尼龙聚烯烃合金，其特征在于，所述增韧剂为马来酸酐接枝POE组成。
5.根据权利要求1所述的耐寒超韧尼龙聚烯烃合金，其特征在于，所述抗氧剂为酚类主抗氧剂或亚磷酸酯类辅抗氧剂。
6.根据权利要求1所述的耐寒超韧尼龙聚烯烃合金，其特征在于，所述助剂由润滑剂、增塑剂、脱模剂组成。
7.一种耐寒超韧尼龙聚烯烃合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)称取组分1聚己内酰胺、组分2聚烯烃、组分3相容剂、组分4增韧剂、组分5抗氧剂、组分6助剂，并混合处理30～60分钟；
2)将步骤1)中混好的原料，经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒。
8.根据权利要求7所述的耐寒超韧尼龙聚烯烃合金的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为190～200℃，二区温度为200～210℃，三区温度为200～215℃，四区温度为200～220℃，五区200～215℃，混合料在螺杆中输送时间为2～4分钟，压力为12～18MPa。
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