CN102604077A - 改性mc尼龙复合材料的配方及材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改性MC尼龙复合材料的配方及材料的制备方法，包括，己内酰胺、氢氧化钠、异腈酸酯、玻璃纤维、石墨和阻燃红磷。其中的石墨可以使用二硫化钼等同替代。本发明的MC尼龙复合材料具有良好的抗静电性、耐磨性、耐压性和阻燃性能；该材料较好地解决了薄壁MC尼龙管道的耐压问题，并成功地应用于矿山的管道输送领域，使用压力2.0-6.0MPa，效果良好；制备方法简单，成本低，适合于工业化生产。

Description

改性MC尼龙复合材料的配方及材料的制备方法

技术领域

本发明涉及MC尼龙复合材料技术领域，尤其是涉及MC尼龙复合材料的配方及材料的制备方法。

背景技术

MC尼龙又称单体浇铸尼龙或铸型尼龙，其性能较一般尼龙性能优越。它是以单体己内酰氨为主要原料，用强碱作为催化剂，在常压下将熔融的己内酰氨真空脱水后，加入氢氧化钠，再加入助催化剂等混合均匀，立即注入到预热的模具中聚合成型。改性MC尼龙则是通过在MC尼龙的活性料中添加填充料、化学助剂或对MC尼龙管进行热处理等方式，进一步改善其聚合特性，增加其尺寸稳定性、强度和韧性，提高产品的耐磨性及耐侯性。

但现有技术改性的MC尼龙，其改性材料仅是简单混合在基体中，玻璃纤维在尼龙纤维的外面，使得复合材料的改进非常有限，且其耐压性、耐磨性、阻燃性能还有待进一步改进。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，在于提供一种良好耐压性能、抗静电性能和阻燃性能的改性MC尼龙复合材料，该材料较好地解决了薄壁MC尼龙管道的耐压问题，并成功地应用于矿山的管道输送领域，使用压力2.0-6.0MPa，效果良好。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种改性MC尼龙复合材料的配方，包括，己内酰胺、氢氧化钠、异腈酸酯、玻璃纤维、石墨和阻燃红磷。

进一步的，上述的石墨使用二硫化钼等同替代。

进一步的，上述的玻璃纤维为微米级无碱玻璃纤维。

进一步的，上述配方的组分及重量份如下，

己内酰胺100，氢氧化钠0.016，异腈酸酯0.003，玻璃纤维4.5-5.5，石墨2.5-3.5，阻燃红磷1.5-2.5。

进一步的，上述配方中还可以包括碳黑。

进一步的，以己内酰胺100重量份计，碳黑为1-3重量份。

一种改性MC尼龙复合材料的制备方法，包括：

将己内酰氨、玻璃纤维、石墨和阻燃红磷加入釜内加热熔融，待料温上升到140-145℃时开启真空泵，使釜内真空度为0.098MPa，真空除水20～30min；通过釜顶的加料装置，加入氢氧化钠，继续抽真空、除水，时间为20～30min，此时釜内为己内酰氨活性料；将检测合格的己内酰氨活性料放入搅拌釜中保持料温在130-140℃，边搅拌边加入异氰酸酯，搅匀后立即注入预热保温的模具中，注入完毕，使模具旋转，使液态的反应活性料全部附着在管模内壁上聚合成型；保持模管温度160～170℃，时间20～30min，停机，自然冷却后脱模得MC尼龙复合材料；将检验合格的MC尼龙复合材料放入160-170℃的导热油中，边转动保温1～2h，自然冷却至常温，清洗，即得；

其中上述组分的重量份为：己内酰胺100，氢氧化钠0.016，异腈酸酯0.003，玻璃纤维4.5-5.5，石墨2.5-3.5，阻燃红磷1.5-2.5。

本发明具有的有益效果是：

(1)使用本发明的配方制得的MC尼龙复合材料中玻璃纤维与尼龙能够很好的融合在一起，使玻璃纤维均匀分布在尼龙中，增强尼龙的韧性和强度；

(2)本发明制得的MC尼龙复合材料具有良好的抗静电性、耐磨性和阻燃性能；

(3)本发明的制备工艺简单，成本低，适合于工业化生产。

附图说明

图1为本发明的改性MC尼龙复合材料的生产工艺流程。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

本发明实施例中使用的主要原料有己内酰氨，工业品，市售；氢氧化钠，分析纯，市售；三苯甲烷三异氰酸酯，工业品，市售；微米级无碱玻璃纤维，市售。

本发明MC尼龙复合材料的配方中的氢氧化钠、异腈酸酯起到反应剂的作用，添加量可以根据实际情况调整，不仅仅限定为配方中的比例。

参照附图1所示：本发明的一种MC尼龙复合材料的工艺流程，将己内酰胺和添加剂熔融，经过真空脱水，加碱(即氢氧化钠)，再经真空脱水得活性料，之后加入助催化剂(即异腈酸酯)搅拌后进行离心浇铸，然后冷却脱模，经过改性处理(即导热油工艺)，最后清洗即得成品。

实施例1

一种MC尼龙复合材料的配方，包括，己内酰胺、氢氧化钠、异腈酸酯、微米级无碱玻璃纤维、石墨、碳黑和阻燃红磷。其中己内酰胺100重量份，氢氧化钠0.016重量份，异腈酸酯0.003重量份，微米级无碱玻璃纤维4.5重量份，石墨3.5重量份，碳黑1重量份，阻燃红磷2.5重量份。

制备方法，如下：

将己内酰氨、微米级无碱玻璃纤维、石墨、碳黑和阻燃红磷加入釜内加热熔融，待料温上升到140-145℃时开启真空泵，使釜内真空度为0.098MPa，真空除水20～30min；通过釜顶的加料装置，加入氢氧化钠，继续抽真空、除水，时间为20～30min，此时釜内为己内酰氨活性料；放入氮气至常压后检测己内酰氨活性料的合格性；将检测合格的己内酰氨活性料放入搅拌釜中保持料温在130-140℃，边搅拌边加入异氰酸酯，搅匀后立即注入预热保温的卧式离心管材成型机的管模中，注入完毕，立即启动电机，管模旋转，使液态的反应活性料全部附着在管模内壁上聚合成型；保持模管温度160～170℃，时间20～30min，停机，自然冷却后脱模得改性MC尼龙管；将检验合格的改性MC尼龙管放入160℃左右的导热油中，边转动保温1～2h，自然冷却至常温，清洗，即得。

本发明制得的改性MC尼龙管的性能参数如下：

抗静电性能达到1*10⁸；

阻燃性能有焰燃烧3-5s；

无焰燃烧0.25-0.3s；

耐磨效果比普通的MC尼龙提高25％；

韧度比普通的MC尼龙提高25％。

实施例2

一种MC尼龙复合材料的配方，包括，己内酰胺、氢氧化钠、异腈酸酯、微米级无碱玻璃纤维、二硫化钼和阻燃红磷。其中己内酰胺100重量份，氢氧化钠0.016重量份，异腈酸酯0.003重量份，微米级无碱玻璃纤维5.5重量份，二硫化钼2.5重量份，阻燃红磷1.5重量份。

制备方法，如下：按照上述配方添加原料；

将己内酰氨、微米级无碱玻璃纤维、二硫化钼和阻燃红磷加入釜内加热熔融，待料温上升到140-145℃时开启真空泵，使釜内真空度为0.098MPa，真空除水20～30min；通过釜顶的加料装置，加入氢氧化钠，继续抽真空、除水，时间为20～30min，此时釜内为己内酰氨活性料；放入氮气至常压后检测己内酰氨活性料的合格性；将检测合格的己内酰氨活性料放入搅拌釜中保持料温在130-140℃，边搅拌边加入异氰酸酯，搅匀后立即注入预热保温的卧式离心管材成型机的管模中，注入完毕，立即启动电机，管模旋转，使液态的反应活性料全部附着在管模内壁上聚合成型；保持模管温度160～170℃，时间20～30min，停机，自然冷却后脱模得改性MC尼龙管；将检验合格的改性MC尼龙管放入160℃左右的导热油中，边转动保温1～2h，自然冷却至常温，清洗，即得。

本发明制得的改性MC尼龙管的性能参数如下：

抗静电性能达到1*10⁵；

阻燃性能有焰燃烧3-5s；

无焰燃烧0.25-0.3s；

耐磨效果比普通的MC尼龙提高25％；

韧度比普通的MC尼龙提高25％。

该成型工艺制造的改性MC尼龙管表面光滑、耐磨性优异、冲击强度高；还具有抗静电性能、耐压性和阻燃性能，应用于矿山的管道输送领域，使用压力2.0-6.0MPa，效果良好。

本发明实施例1-2的制备中均包括在导热油中的定型工艺，由于导热油的恒温系数比较好，温度控制精准，因此通过导热油工艺的MC尼龙管其韧性效果有明显的增加。且油与水相比不易蒸发，降低生产成本。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种改性MC尼龙复合材料的配方，包括，己内酰胺、氢氧化钠、异腈酸酯、玻璃纤维、石墨和阻燃红磷。

2.根据权利要求1所述一种改性MC尼龙复合材料的配方，其特征在于，所述的石墨使用二硫化钼等同替代。

3.根据权利要求1或2所述一种改性MC尼龙复合材料的配方，其特征在于，所述的玻璃纤维为微米级无碱玻璃纤维。

4.根据权利要求3所述一种改性MC尼龙复合材料的配方，其特征在于，所述配方的组分及重量份如下，

己内酰胺100，氢氧化钠0.016，异腈酸酯0.003，玻璃纤维4.5-5.5，石墨2.5-3.5，阻燃红磷1.5-2.5。

5.根据权利要求1或2所述一种改性MC尼龙复合材料的配方，其特征在于，所述配方中还包括碳黑。

6.根据权利要求5所述一种改性MC尼龙复合材料的配方，其特征在于，以己内酰胺100重量份计，碳黑为1-3重量份。

7.一种改性MC尼龙复合材料的制备方法，包括：

将己内酰氨、玻璃纤维、石墨和阻燃红磷加入釜内加热熔融，待料温上升到140-145℃时开启真空泵，使釜内真空度为0.098MPa，真空除水20～30min；通过釜顶的加料装置，加入氢氧化钠，继续抽真空、除水，时间为20～30min，此时釜内为己内酰氨活性料；将检测合格的己内酰氨活性料放入搅拌釜中保持料温在130-140℃，边搅拌边加入异氰酸酯，搅匀后立即注入预热保温的模具中，注入完毕，使模具旋转，使液态的反应活性料全部附着在管模内壁上聚合成型；保持模管温度160～170℃，时间20～30min，停机，自然冷却后脱模得改性MC尼龙复合材料；将检验合格的改性MC尼龙复合材料放入160-170℃的导热油中，边转动保温1～2h，自然冷却至常温，清洗，即得；

其中上述组分的重量份为：己内酰胺100，氢氧化钠0.016，异腈酸酯0.003，玻璃纤维4.5-5.5，石墨2.5-3.5，阻燃红磷1.5-2.5。

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