CN102604077B - 改性mc尼龙复合材料的配方及材料的制备方法 - Google Patents
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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
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 (2)
1.一种改性MC尼龙复合材料,其特征在于,该材料的配方如下,
己内酰胺100重量份,氢氧化钠0.016重量份,异氰酸酯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。
2.一种改性MC尼龙复合材料的制备方法,包括:
将己内酰胺、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,此时釜内为己内酰胺活性料;放入氮气至常压后检测己内酰胺活性料的合格性;将检测合格的己内酰胺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℃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重量份,氢氧化钠0.016重量份,异氰酸酯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。
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