CN102863785A

CN102863785A - 一种增强聚酰胺复合物及其制备方法

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Publication number: CN102863785A
Application number: CN2012103383586A
Authority: CN
Inventors: 黄俊生; 孟波; 石明东
Original assignee: JIANGSU AGT TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO LTD; JIANGSU AGT NEW MATERIAL TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: JIANGSU AGT TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO LTD; JIANGSU AGT NEW MATERIAL TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2013-01-09

Abstract

本发明涉及聚酰胺复合物技术领域，特别是一种增强聚酰胺复合物及其制备方法。本发明选用聚酰胺为基料、TPU作为改性剂、添加抗氧剂、润滑剂和玻纤来提高增强聚酰胺的断裂伸长率，从而使得其在使用过程中不易断裂，该增强聚酰胺具有高强度、高模量和高断裂伸长率的特点；其制备方法使材料成型精度高，所得材料能够在正常模温下进行模塑加工；本发明所用的TPU、抗氧剂、润滑剂，玻璃纤维等组分均为价廉易得的市售产品，生产成本较低，其在电子电器、汽车、家具、体育用品等领域具有极为广泛的市场。

Description

一种增强聚酰胺复合物及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及聚酰胺复合物技术领域，特别是一种增强聚酰胺复合物及其制备方法。

背景技术

[0002] 聚酰胺为五大工程塑料之首，其特殊的分子结构决定了它有一系列优异的物理性能和机械性能。在实际应用中，普通聚酰胺基本是通过与玻璃纤维复合来增加强度，但是增强聚酰胺复合材料在提高材料强度、模量及耐热性能的同时，其断裂伸长率也在急剧下降，这就导致了产品在使用过程中的易折断现象。研究者往往通过加入接枝PE或接枝POE等增韧剂来增加聚酰胺复合材料的韧性，但是事实上接枝PE或接枝POE等增韧剂的加入提高了冲击性能，但对断裂伸长率的提高不大，材料仍然具有容易断裂的问题。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题是：提供一种增强聚酰胺复合物及其制备方法，该增强聚酰胺复合物具有较高断裂伸长率，其制备工艺简单、制品成型精度高。

[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种增强聚酰胺复合物，其按重量百分比计，各组分配比如下：

[0005]聚酰胺（PA) 50 〜80% ；

[0006] 热塑性聚氨酯（TPU) 2〜30%;

[0007]抗氧剂 1010 O. I 〜1% ；

[0008]抗氧剂 168 O. I 〜1% ；

[0009] 润滑剂 O. I〜1% ；

[0010]玻纤 10 〜40%;

[0011] 所述PA为相对密度I. 10〜I. 15g/cm3、熔点225〜235°C、熔体粘度2. O〜3. O的聚己内酰胺（PA6)或相对密度为I. 12〜I. 15g/cm3,熔点为255〜265°C，熔体粘度为2. O〜

3. O聚己二酸己二胺（PA66) ；TPU为聚酯型热塑性聚氨酯。

[0012] 抗氧剂1010为[β-(3，5_ 二特丁基4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，商品名Irganox 1010,瑞士汽巴精化公司生产；抗氧剂168为三（2,4-二叔丁基酹）亚磷酸酯,商品名Irganox 168，瑞士汽巴精化公司生产；润滑剂为上海壮景公司提供的TR044。

[0013] 一种增强聚酰胺复合物的制备方法，其具有如下步骤：

[0014] (I)按重量百分比计，将聚酰胺50〜80%、TPU 2〜30%、主抗氧剂O. I〜1%、辅抗氧剂O. I〜1%和润滑剂O. I〜1%精确称量后，在90〜100°C预先干燥；

[0015] (2)将上述干燥后的物料加入高速混合机中干混I〜4min，然后将混合物料加入双螺杆挤出机，并在双螺杆挤出机的侧向喂料口加入玻纤10〜40%，然后将上述总的混合物料经双螺杆挤出机熔融挤出后冷却、干燥、切粒即得成品。

[0016] 所述的增强聚酰胺复合物采用德国Krauss Maffei公司的ZE 25AX36D UTX双螺杆挤出机生产，其各段参数设定如下：一区温度200〜210°C，二区温度220〜230°C，三区温度230〜240°C，四区温度230〜240°C，五区温度230〜240°C，六区温度230〜240°C，七区温度230〜240°C，八区温度230〜240°C，九区温度230〜240°C，十区温度240°C，机头240°C，主机转速为300转/分钟。

[0017] 本发明的设计思路为：本发明采用聚酯型TPU作为改性剂，聚酯型TPU分子结构和尼龙66分子结构如下所示，由此可知，二者的极性键合基团结构较为接近，因此相容性很好。拉伸破坏过程中，微裂纹从样件内部产生，并逐步扩展。由于TPU—方面和尼龙基体有非常好的相容性，作用在基体上的应力能够传递到TPU相，另一方面TPU自身的柔性部分模量低且有很大的形变能力，可以在拉伸过程中承担大部分形变。因此能够显著提高整体材料的拉伸断裂伸长率。

[0018]

[0019]

[0020] 有益效果：本发明选用TPU作为改性剂来提高增强聚酰胺的断裂伸长率，从而使得其在使用过程中不易断裂，该增强聚酰胺具有高强度、高模量和高断裂伸长率的特点；其制备方法使材料成型精度高，所得材料能够在正常模温下进行模塑加工；本发明所用的TPU、抗氧剂、润滑剂，玻璃纤维等组分均为价廉易得的市售产品，生产成本较低，其在电子电器、汽车、家具、体育用品等领域具有极为广泛的市场。

具体实施方式

[0021] 下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明。所用物料中，聚酰胺选用广东新会美达公司生产的PA6M2800 ;TPU选用烟台万华公司生产的TPU WHT1180EC ;增韧剂选用广州合诚化工的接枝POE OlOA ;玻璃纤维选用浙江巨石集团生产的短切纤维560A。

[0022] 实施例一

[0023] 一种增强聚酰胺复合物的制备方法，其具有如下步骤：

[0024] (I)按重量百分比计，将聚酰胺79. 5%、TPU 10%、抗氧剂1010 O. 1%、抗氧剂168

O. 2%和润滑剂O. 2%精确称量后，在90〜100°C预先干燥；

[0025] (2)将上述干燥后的物料加入高速混合机中干混I〜4min，然后将混合物料加入双螺杆挤出机，并在双螺杆挤出机的侧向喂料口加入玻纤10%，然后将上述总的混合物料经双螺杆挤出机熔融挤出后冷却、干燥、切粒即得成品。

[0026] 所述的增强聚酰胺复合物采用德国Krauss Maffei公司的ZE 25AX36D UTX双螺杆挤出机生产，其各段参数设定如下：一区温度200°C，二区温度230°C，三区温度230°C，四区温度230°C，五区温度230°C，六区温度230°C，七区温度230°C，八区温度230°C，九区温度2300C，十区温度240°C，机头240°C，主机转速为300转/分钟，产量约20kg/h。

[0027] 实施例二

[0028] 一种增强聚酰胺复合物的制备方法，其制备步骤和物料产地同实施例一，配方为：聚酰胺69. 5%，TPU 10%，抗氧剂1010 O. 1%，抗氧剂168 O. 2%，润滑剂O. 2%和玻纤20%。

[0029] 实施例三

[0030] 一种增强聚酰胺复合物的制备方法，其制备步骤和物料产地同实施例一，配方为：聚酰胺59. 5%，TPU 10%，抗氧剂1010 O. 1%，抗氧剂168 O. 2%，润滑剂O. 2%和玻纤30%。

[0031] 对比例一

[0032] 一种增强聚酰胺复合物的制备方法，其制备步骤和物料产地同实施例一，配方为：聚酰胺79. 5%，接枝POE OlOA 10%，抗氧剂1010 O. 1%，抗氧剂168 O. 2%，润滑剂O. 2%和玻

纤 10% O [0033] 对比例二

[0034] 一种增强聚酰胺复合物的制备方法，其制备步骤和物料产地同实施例一，配方为：聚酰胺69. 5%，接枝POE OlOA 10%，抗氧剂1010 0.1%，抗氧剂168 0.2%，润滑剂O. 2%和玻

纤 20%ο

[0035] 对比例三

[0036] 一种增强聚酰胺复合物的制备方法，其制备步骤和物料产地同实施例一，配方为：聚酰胺59. 5%，接枝POE OlOA 10%，抗氧剂1010 O. 1%，抗氧剂168 O. 2%，润滑剂O. 2%和玻

纤 30%ο

[0037] 按上述方法将实施例和对比例所得粒子在90〜100°C的烘箱中干燥3〜6h，然后将干燥好的粒子在注射成形机上注射制样，模温控制在35〜45°C。

[0038] 缺口冲击强度按ISO 179执行，试样尺寸为80X10X4mm，测试设备为台湾高铁公司的GT-7045-MDH型悬臂梁测试仪；拉伸性能测试按IS0527-2执行，试样尺寸为150 X 10 X 4mm，测试设备为台湾高铁公司的GT-TCS-2000型电子拉力机，拉伸速度为5mm/min ;弯曲性能测试按ISO 178进行,试样尺寸为80 X 10 X 4mm,弯曲速度为3mm/min,跨距为64mm，测试设备为台湾高铁公司的GT-TCS-2000型电子拉力机；实施例一到三和对比例一到三的配方及性能比较见表I。

[0039] 表I实施例一到三和对比例一到三的配方及性能比较

[0040]

[0041] 由表I可知，对比例一、二、三中的增韧剂接枝POE OlOA的加入，使得增强聚酰胺复合物的缺口冲击强度较高，但断裂伸长率较低，这是由于马来酸酐接枝POE的极性基团马来酸酐和尼龙酰胺健能够形成化学键，但POE相却不能与聚酰胺很好的相容，二者部分相容，接枝POE相以大颗粒分散相形态存在于聚酰胺连续相中。根据橡胶增韧塑料的机理，材料受冲击时，橡胶相能终止材料冲击时产生的银纹，从而提高材料的缺口冲击强度，但拉伸断裂伸长率却不能得到提高。作用在基体上的应力会导致POE与尼龙界面开裂，而不会完全传导到POE相，使材料易断裂。实施例一、二、三中TPU的加入能够大幅度提高增强聚酰胺复合物的断裂伸长率，缺口冲击性能却不能得到提高。从分子结构可以看出，尼龙分子和TPU分子的极性键合基团结构非常接近，因此相容性很好。由于相容性好，不能形成大的分散相粒子，终止材料受冲击时产生的银纹,不能提高缺口冲击性能。拉伸破坏过程中，微裂纹从样件内部产生，并逐步扩展。由于TPU —方面和尼龙基体有非常好的相容性，作用在基体上的应力能够传递到TPU相，另一方面TPU自身的柔性部分模量低且有很大的形变能力，可以在拉伸过程中承担大部分形变。因此TPU的加入能够显著提高增强聚酰胺复合物的拉伸断裂伸长率。

[0042] 本发明制备的增强聚酰胺复合物综合了高强度，高模量，高断裂伸长率的特点，材料成本低，可常温加工，广泛应用于电子电器、汽车、家具、体育用品等领域。

Claims

1. 一种增强聚酰胺复合物，其特征是：按重量百分比计，其各组分配比如下： PA 50 〜80% ； TPU 2 〜30% ；抗氧剂1010 O. I〜1% ；抗氧剂168 O. I〜1% ；润滑剂 O. I〜1% ；玻纤 10〜40%。

2.如权利要求I所述的增强聚酰胺复合物，其特征是：所述PA为相对密度I. 10〜I. 15g/cm3、熔点225〜235°C、熔体粘度2. O〜3. O的PA6或相对密度为I. 12〜I. 15g/cm3，熔点为255〜265°C，熔体粘度为2. O〜3. O的PA66。

3.如权利要求I所述的增强聚酰胺复合物，其特征是：所述TPU为聚酯型热塑性聚氨酯。

4.如权利要求I所述的增强聚酰胺复合物的制备方法，其特征是：具有如下步骤： Cl)按重量百分比计，将聚酰胺50〜80%、TPU 2〜30%、抗氧剂1010 O. I〜1%、抗氧剂168 O. I〜1%和润滑剂O. I〜1%精确称量后，在90〜100°C预先干燥； (2)将上述干燥后的物料加入高速混合机中干混I〜4min，然后将混合物料加入双螺杆挤出机，并在双螺杆挤出机的侧向喂料口加入玻纤10〜40%，然后将上述总的混合物料经双螺杆挤出机熔融挤出后冷却、干燥、切粒即得成品；所述双螺杆挤出机的各段参数设定如下：一区温度200〜210°C，二区温度220〜230°C，三区温度230〜240°C，四区温度230〜240°C，五区温度230〜240°C，六区温度230〜240°C，七区温度230〜240°C，八区温度230〜240°C，九区温度230〜240°C，十区温度240°C，机头240°C，主机转速为300转/分钟。