CN102146160A - 一种改性浇铸尼龙 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改性浇铸尼龙，由下列质量百分比的原料制成：己内酰胺63-89﹪，氢氧化钠0.20-0.50﹪，N-乙酰基己内酰胺0.20-0.50﹪，十二内酰胺10-35﹪，硫化钼或石墨0.30-0.50﹪，二异氰酸酯0.20-0.50%。通过十二内酰胺单体的引入，使浇铸尼龙化学结构和聚合形态发上了改变，以达到增韧改性的目的，改性后的尼龙在韧性上是常规MC尼龙的2-3倍，大大改善了MC尼龙在干燥状态下脆性较大以及冲击韧性低的缺点。用本发明制成的尼龙制品，如：滑轮、轴套、轴瓦、轴承、活塞环、支撑环等机械零部件，不仅具有强度高、自润滑、耐磨等多种优良的性能，而且使用寿命更长，能有效降低尼龙制品使用厂家的生产成本。

Description

一种改性浇铸尼龙

技术领域

本发明涉及高分子材料，具体涉及协同增强浇铸尼龙的复合材料。

技术背景：

MC 尼龙又称浇铸尼龙，它是在常压下，将熔融的原料已内酰胺单体C6H11NO用碱性的物质作催化剂，与活化剂等助剂一起制成待聚单体，直接注入预热到一定温度的模具中，使物料在模具内很快地进行聚合反应，凝结成坚韧的固体坯件，再经过有关工艺处理，得到预定的制品。MC尼龙制品作为工程塑料之一，“以塑代钢、性能卓越”，用途极其广泛。它具有重量轻、强度高、自润滑、耐磨、防腐，绝缘等多种独特性能，是应用广泛的工程塑料，几乎遍布所有的工业领域。但是，随着浇铸尼龙应用领域的日益拓展，用户对浇铸尼龙的性能要求也越来越高  尤其是浇铸尼龙的韧性、抗冲击强度等需要进一步提高，这也是该行业需要进一步解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种改性浇铸尼龙，使其韧性、抗冲击强度等性能指标得到进一步提高，特别适用于滑轮、轴套、轴瓦、轴承、活塞环、支撑环等机械零部件。

本发明通过以下技术方案实现：

一种改性浇铸尼龙，由下列质量百分比的原料制成：

己内酰胺63-89﹪，氢氧化钠0.20-0.50﹪，N-乙酰基己内酰胺0.20-0.50﹪，十二内酰胺10-35﹪，硫化钼或石墨0.30-0.50﹪，二异氰酸酯0.20-0.50%；

按照下列步骤制备：

（1）聚合物活性料的制备

按上述质量百分比，将已内酰胺、十二内酰胺加入熔融釜内混合均匀，加热到100-130℃使其熔化，通过真空蒸馏系统去除物料中所含的水分，然后加入催化剂氢氧化钠混合均匀后，再减压脱除反应生成的水和其它杂质后备用；

（2）浇铸聚合成型

采用静态常压浇铸方法，成型模具置于电热恒温干燥烘箱中加热至

160-170℃，并维持在这个聚合温度，将助催化剂N-乙酰基己内酰胺、二异氰酸酯润滑剂硫化钼或石墨迅速加入到步骤（1）得到的活性料中，混合均匀后，立即浇铸到模具中聚合，在聚合温度下维持20min，静置、脱模，得到改性浇铸尼龙毛坯；

（3）热处理

将步骤（2）得到的毛坯浸入沸水中3-4小时，取出后自然冷却至室温。

本发明通过已内酰胺单体和十二内酰胺单体的共聚以改变浇铸尼龙化学结构和聚集态结构，可以达到增韧改性的目的。十二内酰胺具有和已内酰胺类似的结构和聚合特性，但是两种单体具有不同的结构单元，故可以在不改变聚合工艺的基础上，通过十二内酰胺单体的引入达到单体浇铸尼龙化学结构和聚合形态的改变。

性能比较

测试温度20℃，拉伸速度为50mm/min，分别对单体浇铸尼龙和本发明（即十二内酰胺改性浇铸尼龙）进行拉伸以及冲击强度测试，测量结果如表所示：

由上表数据可知，已内酰胺与十二内酰胺共聚的结果使得改性浇铸尼龙

的韧性和变形能力得到大幅度提高，但是随着十二内酰胺含量的增加，材料的强度有所下降。因此，十二内酰胺与已内酰胺的摩尔比为10-20﹪比较合适。

通过十二内酰胺单体的引入，使浇铸尼龙化学结构和聚合形态发上了改变，以达到增韧改性的目的，改性后的尼龙在韧性上是常规MC尼龙的2-3倍，大大改善了MC尼龙在干燥状态下脆性较大以及冲击韧性低的缺点。用本发明制成的尼龙制品，如：滑轮、轴套、轴瓦、轴承、活塞环、支撑环等机械零部件，不仅具有强度高、自润滑、耐磨等多种优良的性能，而且使用寿命更长，能有效降低尼龙制品使用厂家的生产成本。

具体实施方式

实施例1

按质量百分比，取己内酰胺88﹪，氢氧化钠0.25﹪，N-乙酰基己内酰胺0.25﹪，十二内酰胺11﹪，硫化钼或石墨0.30﹪，二异氰酸酯0.20%；

按照下列步骤制备：

（1）聚合物活性料的制备

按上述质量百分比，将已内酰胺、十二内酰胺加入熔融釜内混合均匀，加热到100-130℃使其熔化，通过真空蒸馏系统去除物料中所含的水分，然后加入催化剂氢氧化钠混合均匀后，再减压脱除反应生成的水和其它杂质，完成钠代环内酰胺阴离子聚合活性料的制备；

（2）浇铸聚合成型

采用静态常压浇铸方法，成型模具置于电热恒温干燥烘箱中加热至

160-170℃，并维持在这个聚合温度，将助催化剂N-乙酰基己内酰胺、二异氰酸酯和润滑剂硫化钼或石墨迅速加入到步骤（1）得到的活性料中，混合均匀后，立即浇铸到模具中聚合，在聚合温度下维持20min，静置、脱模，得到改性浇铸尼龙毛坯；

（3）热处理

将步骤（2）得到的毛坯浸入沸水中3-4小时，取出后自然冷却至室温。

实施例2

按质量百分比，取己内酰胺84﹪，氢氧化钠0.25﹪，N-乙酰基己内酰胺0.25﹪，十二内酰胺15﹪，硫化钼或石墨0.30﹪，二异氰酸酯0.20%。其余实施如实施例1。

实施例3

按质量百分比，取己内酰胺79﹪，氢氧化钠0.25﹪，N-乙酰基己内酰胺0.25﹪，十二内酰胺20﹪，硫化钼或石墨0.30﹪，二异氰酸酯0.20%。其余实施如实施例1。

实施例4

按质量百分比，取己内酰胺75﹪，氢氧化钠0.25﹪，N-乙酰基己内酰胺0.25﹪，十二内酰胺24﹪，硫化钼或石墨0.30﹪，二异氰酸酯0.20%。其余实施如实施例1。

实施例5

按质量百分比，取己内酰胺70﹪，氢氧化钠0.25﹪，N-乙酰基己内酰胺0.25﹪，十二内酰胺29﹪，硫化钼或石墨0.30﹪，二异氰酸酯0.20%。其余实施如实施例1。

Claims (1)

1.一种改性浇铸尼龙，其特征在于由下列质量百分比的原料制成：

己内酰胺63-89﹪，氢氧化钠0.20-0.50﹪，N-乙酰基己内酰胺0.20-0.50﹪，十二内酰胺10-35﹪，硫化钼或石墨0.30-0.50﹪，二异氰酸酯0.20-0.50%；

按照下列步骤制备：

（1）聚合物活性料的制备

按上述质量百分比，将已内酰胺、十二内酰胺加入熔融釜内混合均匀，加热到100-130℃使其熔化，通过真空蒸馏系统去除物料中所含的水分，然后加入催化剂氢氧化钠混合均匀后，再减压脱除反应生成的水和其它杂质后备用；

（2）浇铸聚合成型

采用静态常压浇铸方法，成型模具置于电热恒温干燥烘箱中加热至

160-170℃，并维持在这个聚合温度，将助催化剂N-乙酰基己内酰胺、二异氰酸酯润滑剂硫化钼或石墨迅速加入到步骤（1）得到的活性料中，混合均匀后，立即浇铸到模具中聚合，在聚合温度下维持20min，静置、脱模，得到改性浇铸尼龙毛坯；

（3）热处理

将步骤（2）得到的毛坯浸入沸水中3-4小时，取出后自然冷却至室温。