CN102250465A - 一种增韧尼龙复合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增韧尼龙复合物，尼龙复合物由质量百分比为68.1%～89.2%的尼龙6或尼龙66、质量百分比为5%～15%的接枝乙烯-辛烯共聚物、质量百分比为0.3%～1%的尼龙扩链剂、质量百分比为5%～15%的接枝聚乙烯、质量百分比为0.1%～0.3%的抗氧剂和质量百分比为0.4%～0.6%的润滑剂组成。本发明配方的关键是接枝乙烯-辛烯共聚物和接枝聚乙烯的接枝率，接枝率的高低是影响弹性体与聚酰胺基体结合的重要因素；接枝率高则接枝物和聚酰胺的基体结合好，拉伸强度和断裂伸长率及冲击性能有大幅度的提高。

Description

一种增韧尼龙复合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种增韧尼龙复合物及其制备方法，尤其涉及一种添加接枝乙烯—辛烯共聚物和接枝聚乙烯，大幅度提高尼龙（聚酰胺）冲击强度，用共混挤出方法制得的增韧改性尼龙复合物。
背景技术
尼龙（聚酰胺）具有高强度，优良的力学性能，物理、机械性能，电性能，耐磨，耐油和耐化学药品等优点，如拉伸强度高，抗冲击性能好，耐化学药品和耐油性突出，是五大通用工程塑料中应用最广的品种。尼龙产品被广泛应用于汽车制造，电子电器，机械设备，航空航天等领域。但是大部分尼龙产品都存在着低温和干态冲击性能差，缺口冲击强度低，吸水率大等缺点，从而限制了它在许多方面的应用。因此，市面上出现了许多对尼龙进行增韧改性的尼龙产品，以提高尼龙材料的韧性。
超韧尼龙作为改性尼龙的一大品种，主要是通过添加橡胶弹性体、热塑性弹性体、茂金属聚烯烃等，经双螺杆挤出机共混制得的。同时，增韧剂一般都是通过接枝极性基团，通过极性基团与尼龙末端的氨基或酸基反应而增强尼龙树脂和增韧剂的相容。增韧剂的加入能大幅度地提高尼龙的冲击强度和耐低温性，同时也降低了尼龙的吸水性。国内公布了以聚烯烃材料来增韧尼龙或者直接以官能化聚烯烃材料来增韧尼龙方面的报道，其采用的增韧剂为马来酸酐（MAH）接枝的聚乙烯、聚丙烯、ABS、SBS、SEBS、EPDM、EPR、POE等聚烯烃材料，也公开了乙烯-ɑ-辛烯共聚物（POE）来作为增韧剂，也公开了极性单体衣康酸（ITA）接枝改性POE用其增韧尼龙。
但在国内未曾有报道以接枝乙烯-辛烯共聚物和接枝聚乙烯接枝后作为尼龙增韧剂的文献。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种能够大大提高尼龙的冲击强度，特别是低温冲击有显著的提高，降低比重，降低成本，降低熔点利于加工，能有效降低尼龙吸水率的增热尼龙复合物。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种增韧尼龙复合物，其中前述的尼龙复合物由质量百分比为68.1%～89.2%的尼龙6或尼龙66、质量百分比为5%～15%的接枝乙烯-辛烯共聚物、质量百分比为0.3%～1%的尼龙扩链剂、质量百分比为5%～15%的接枝聚乙烯、质量百分比为0.1%～0.3%的抗氧剂和质量百分比为0.4%～0.6%的润滑剂组成。
本发明的增韧尼龙复合物在主要材料为尼龙6或尼龙66上添加配方材料：接枝乙烯-辛烯共聚物、接枝聚乙烯、尼龙扩链剂、抗氧剂和润滑剂，能有大大提高尼龙的冲击强度。其中，该配方的关键是接枝乙烯-辛烯共聚物和接枝聚乙烯的接枝率，接枝率的高低是影响弹性体与聚酰胺基体结合的重要因素；接枝率高则接枝物和聚酰胺的基体结合好，拉伸强度和断裂伸长率及冲击性能有大幅度的提高。
在尼龙（聚酰胺）中加入接枝乙烯-辛烯共聚物和接枝聚乙烯可使聚酰胺的冲击强度大幅度提高，即由接枝乙烯-辛烯共聚物和接枝聚乙烯的存在，使材料的破裂能大大提高。经过试验表明，接枝乙烯-辛烯共聚物和接枝聚乙烯的总用量少于10%时，尼龙的增韧效果不明显；当接枝乙烯-辛烯共聚物和接枝聚乙烯的总用量大于10%时，复合物的抗冲击性能大幅提高，但接枝乙烯-辛烯共聚物和接枝聚乙烯的总用量大于30%时，复合物的抗冲击性能提高不明显；由此，最终试验表明接枝乙烯-辛烯共聚物和接枝聚乙烯的总用量在10%～30%时，复合物的增韧效果最好。另外，加入的尼龙扩链剂通过在加工过程中与尼龙端基进行化学反应，使尼龙6或尼龙66的分子量可以被永久增大，改善尼龙组合物的冲击强度。尼龙6或尼龙66容易发生热氧降解反应，加入抗氧剂可以保持尼龙6或尼龙66的优良性能，延长尼龙复合物的使用寿命。润滑剂具有良好的润滑、分散作用。
作为对前述技术方案的进一步设计：前述的尼龙扩链剂为二胺类扩链剂或多元醇类扩链剂，二胺类扩连剂可为二氨基二胺甲烷（MDA）；所述的抗氧剂为酚类抗氧剂、胺类抗氧剂、亚磷酸脂类抗氧剂和硫脂类抗氧剂中的一种或一种以上；所述的润滑剂为硅酮粉或硬脂酸钙。
另外，本发明还涉及高强度尼龙复合物的制备方法，其制备步骤为：
①把尼龙6或尼龙66放入除湿干燥机内，在110℃的温度内干燥除湿8小时；
②把经过干燥除湿后的尼龙6或尼龙66、接枝乙烯-辛烯共聚物、尼龙扩链剂、接枝聚乙烯、抗氧剂和润滑剂一起放入高速混料机内充分混合2分钟后备用；
③把上述②中的混合物放入双螺杆挤出机内，通过双螺杆挤出机挤出尼龙复合物；
④尼龙复合物通过冷却水槽水冷成型后拉条，然后通过切粒机切料形成尼龙复合物颗粒，完成尼龙复合物的制备。
作为对前述制备方法描述的进一步设计：前述的双螺杆挤出机的加工工艺条件如下：
温度为第一节螺筒250℃，第二节螺筒250℃，第三节螺筒250℃，第四节螺筒240℃，第五节螺筒240℃，第六节螺筒240℃，第七节螺筒230℃，第八节螺筒230℃，第九节螺筒230℃；
前述的双螺杆挤出机的螺杆转速为450～500转/min。
综上所述，本发明的增韧尼龙复合物与现有技术的尼龙材料相比，具有优点如下：尼龙（聚酰胺）用接枝乙烯-辛烯共聚物、接枝聚乙烯和其他配方混合后，形成的尼龙复合物的性能有突出变化主要表现在：能够大大提高尼龙的冲击强度，特别是低温冲击有显著的提高，降低比重，降低成本，降低了熔点利于加工，同时也能有效降低尼龙的吸水率 。另外，利用增韧尼龙复合物的制备方法所制成的产品在使用领域上大大增加其使用范围，例如该尼龙产品被广泛应用于汽车制造、电子电器、机械设备、航空航天等领域。
具体实施方式
本发明实施例1所描述的一种增韧尼龙复合物，尼龙复合物由质量百分比为68.1%的尼龙6、质量百分比为15%的接枝乙烯-辛烯共聚物、质量百分比为1%的尼龙扩链剂、质量百分比为15%的接枝聚乙烯、质量百分比为0.3%的抗氧剂和质量百分比为0.6%的润滑剂组成。本实施例的增韧尼龙复合物在主要材料为尼龙6添加配方材料：接枝乙烯-辛烯共聚物、接枝聚乙烯、尼龙扩链剂、抗氧剂和润滑剂，能有大大提高尼龙的冲击强度。其中，该配方的关键是接枝乙烯-辛烯共聚物和接枝聚乙烯的接枝率，接枝率的高低是影响弹性体与聚酰胺基体结合的重要因素；接枝率高则接枝物和聚酰胺的基体结合好，拉伸强度和断裂伸长率及冲击性能有大幅度的提高。
在尼龙（聚酰胺）中加入接枝乙烯-辛烯共聚物和接枝聚乙烯可使聚酰胺的冲击强度大幅度提高，即由接枝乙烯-辛烯共聚物和接枝聚乙烯的存在，使材料的破裂能大大提高。经过试验表明，接枝乙烯-辛烯共聚物和接枝聚乙烯的总用量少于10%时，尼龙的增韧效果不明显；当接枝乙烯-辛烯共聚物和接枝聚乙烯的总用量大于10%时，复合物的抗冲击性能大幅提高，但接枝乙烯-辛烯共聚物和接枝聚乙烯的总用量大于30%时，复合物的抗冲击性能提高不明显；由此，最终试验表明接枝乙烯-辛烯共聚物和接枝聚乙烯的总用量在10%～30%时，复合物的增韧效果最好。另外，加入的尼龙扩链剂通过在加工过程中与尼龙端基进行化学反应，使尼龙6的分子量可以被永久增大，改善尼龙组合物的冲击强度。尼龙6容易发生热氧降解反应，加入抗氧剂可以保持尼龙6的优良性能，延长尼龙复合物的使用寿命。润滑剂具有良好的润滑、分散作用。
前述的尼龙扩链剂为二胺类扩链剂，该尼龙扩链剂为二氨基二胺甲烷（MDA）。抗氧剂为空间受阻酚抗氧剂和膦酸盐的增效混合物；润滑剂为硅酮粉。
另外，本实施例还涉及增韧尼龙复合物的制备方法，其制备步骤为：
①把尼龙6放入除湿干燥机内，在110℃的温度内干燥除湿8小时；
②把经过干燥除湿后的尼龙6、接枝乙烯-辛烯共聚物、尼龙扩链剂、接枝聚乙烯、抗氧剂和润滑剂一起放入高速混料机内充分混合2分钟后备用；
③把上述②中的混合物放入双螺杆挤出机内，通过双螺杆挤出机挤出尼龙复合物；
④尼龙复合物通过冷却水槽水冷成型后拉条，然后通过切粒机切料形成尼龙复合物颗粒，完成尼龙复合物的制备。
前述的双螺杆挤出机的加工工艺条件如下：
温度为第一节螺筒250℃，第二节螺筒250℃，第三节螺筒250℃，第四节螺筒240℃，第五节螺筒240℃，第六节螺筒240℃，第七节螺筒230℃，第八节螺筒230℃，第九节螺筒230℃；可见如下加工温度表：
一区 二区 三区 四区 五区 六区 七区 八区 九区
250℃ 250℃ 250℃ 240℃ 240℃ 240℃ 230℃ 230℃ 230℃
前述的双螺杆挤出机的螺杆转速为450～500转/min。
实施例2
本实施例2是在实施例1的基础上进行改变，其具体如下：
保留实施例1中的增韧尼龙复合物的制备方法，主要是对增韧尼龙复合物的组分配方作出改变，尼龙复合物由质量百分比为89.2%的尼龙66、质量百分比为5%的接枝乙烯-辛烯共聚物、质量百分比为0.3%的尼龙扩链剂、质量百分比为5%的接枝聚乙烯、质量百分比为0.1%的抗氧剂和质量百分比为0.4%的润滑剂组成。尼龙扩链剂采用羰基双己内酰胺（CBC）；抗氧剂为双（2.4-二叔丁基苯基）季戊四醇双二亚磷酸酯；润滑剂为硬脂酸钙。
实施例3
本实施例3同样是在实施例1的基础上进行改变，其具体如下：
保留实施例1中的增韧尼龙复合物的制备方法，主要是对增韧尼龙复合物的组分配方作出改变，即尼龙复合物由质量百分比为78.5%的尼龙6、质量百分比为10%的接枝乙烯-辛烯共聚物、质量百分比为0.8%的尼龙扩链剂、质量百分比为10%的接枝聚乙烯、质量百分比为0.2%的抗氧剂和质量百分比为0.5%的润滑剂组成。尼龙扩链剂采用苯基双恶唑啉（PBO)；抗氧剂为磷酸氢二钠；润滑剂为硬脂酸钙。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术内容作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种增韧尼龙复合物，其特征在于：所述的尼龙复合物由质量百分比为68.1%～89.2%的尼龙6或尼龙66、质量百分比为5%～15%的接枝乙烯-辛烯共聚物、质量百分比为0.3%～1%的尼龙扩链剂、质量百分比为5%～15%的接枝聚乙烯、质量百分比为0.1%～0.3%的抗氧剂和质量百分比为0.4%～0.6%的润滑剂组成。
2.根据权利要求1所述的尼龙复合物，其特征在于：所述的尼龙扩链剂为二胺类扩链剂或多元醇类扩链剂，二胺类扩连剂可为二氨基二胺甲烷（MDA）；所述的抗氧剂为酚类抗氧剂、胺类抗氧剂、亚磷酸脂类抗氧剂和硫脂类抗氧剂中的一种或一种以上；所述的润滑剂为硅酮粉或硬脂酸钙。
3.一种根据权利要求1所述尼龙复合物的制备方法，其特征在于：所述的制备步骤为：
①把尼龙6或尼龙66放入除湿干燥机内，在110℃的温度内干燥除湿8小时；
②把经过干燥除湿后的尼龙6或尼龙66、接枝乙烯-辛烯共聚物、尼龙扩链剂、接枝聚乙烯、抗氧剂和润滑剂一起放入高速混料机内充分混合2分钟后备用；
③把上述②中的混合物放入双螺杆挤出机内，通过双螺杆挤出机挤出尼龙复合物；
④尼龙复合物通过冷却水槽水冷成型后拉条，然后通过切粒机切料形成尼龙复合物颗粒，完成尼龙复合物的制备。
4.根据权利要求3所述的尼龙复合物的制备方法，其特征在于：所述的双螺杆挤出机的加工工艺条件如下：
温度为第一节螺筒250℃，第二节螺筒250℃，第三节螺筒250℃，第四节螺筒240℃，第五节螺筒240℃，第六节螺筒240℃，第七节螺筒230℃，第八节螺筒230℃，第九节螺筒230℃；
所述的双螺杆挤出机的螺杆转速为450～500转/min。
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