CN102863786A

CN102863786A - 低吸水率增强聚酰胺复合物及其制备方法

Info

Publication number: CN102863786A
Application number: CN2012103383868A
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

本发明涉及聚酰胺制备技术，尤其是一种低吸水率增强聚酰胺复合物及其制备方法，该增强聚酰胺复合物以聚酰胺为基体，线性酚醛树脂为极性树脂，玻璃纤维为增强体，加入润滑剂、抗氧剂，获得了一种吸水率低、尺寸稳定性好的低吸水率增强聚酰胺复合物；本发明的低吸水率增强聚酰胺复合物制备方法的加工工艺简单、制品成型精度高；本发明所得聚酰胺复合物能够在正常模温下模塑加工，所得模塑样条在达到饱和吸水率时，强度较高；本发明采用的酚醛树脂、抗氧剂、润滑剂和玻璃纤维等助剂均为价廉易得的市售产品，产品生产成本较低，适于规模化推广。

Description

低吸水率增强聚酰胺复合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及聚酰胺制备技术，尤其是一种低吸水率增强聚酰胺复合物及其制备方法。

背景技术

聚酰胺为五大工程塑料之首，广泛应用于电动工具、电子电器、汽车、家具、体育用品等领域，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。增强聚酰胺复合物是聚酰胺产品中的一类，具有优良的拉伸强度和弯曲强度，但是聚酰胺由于含有羰基和胺基，易与水分子形成分子间氢键，易吸水，平衡时刚性变差，模量下降；同样增强聚酰胺复合物在潮湿环境中的吸水性较强，材料吸水后的刚性大幅度下降，强度也随之下降。增强聚酰胺复合物存在使用过程中刚性下降，强度下降，在应力作用下易蠕变的缺点。因此，低吸水率的增强聚酰胺复合物是目前此类材料研究中的一个重点方向。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种吸水率低、尺寸稳定性好、强度高、加工工艺简单、制品成型精度高的增强聚酰胺复合物及其制备方法。

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

聚酰胺 45～85%；

极性树脂 3～20%；

抗氧剂1010 0.1～1%；

抗氧剂168 0.1～1%；

润滑剂 0.1～1%；

玻纤 10～50%；

所述聚酰胺为相对密度1.12～1.15g/cm³，熔点225～235℃，熔体粘度2.0～3.0的聚己内酰胺（PA6）或相对密度为1.12～1.15g/cm³，熔点为255～265℃，熔体粘度为2.0～3.0的聚己二酸己二胺（PA66）。

所述极性树脂为线性酚醛树脂；抗氧剂1010的化学名称为四[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的化学名称为三(2，4-二叔丁基酚)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的TR044；玻纤为短切纤维。

一种低吸水率增强聚酰胺复合物的制备方法，其具有如下步骤：

（1）按重量百分比计，将聚酰胺 45～85%、极性树脂 3～20%、抗氧剂1010 0.1～1%、抗氧剂168 0.1～1%和润滑剂 0.1～1%精确称量后，在90～100℃预先干燥；

（2）将上述干燥后的物料加入高速混合机中干混1～4min，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10～50%，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。

本发明的低吸水率增强聚酰胺复合物采用德国Krauss Maffei公司的ZE 25A×36D UTX双螺杆挤出机生产，其各段参数设定如下：一区温度200～210℃，二区温度220～230℃，三区温度230～240℃，四区温度230～240℃，五区温度230～240℃，六区温度230～240℃，七区温度230～240℃，八区温度230～240℃，九区温度230～240℃，十区温度240℃，机头温度240℃，主机转速为280～330转/分钟，产量约20kg/h。

本发明的设计思路为：本发明中的聚酰胺含有羰基和胺基，易与水分子形成分子间氢键，易吸水，平衡时刚性变差，酚醛树脂（PF）作为极性树脂，含有大量酚基，酚基与聚酰胺树脂的羰基和胺基形成氢键，水分子与聚酰胺树脂的羰基和胺基也形成氢键，二者是一种竞争，酚基与聚酰胺树脂的羰基和胺基形成氢键的能力优先于水分子与聚酰胺树脂的羰基和胺基形成氢键的能力，从而导致增强聚酰胺复合物对水的吸收性下降，达到提高增强聚酰胺复合物刚性的目的。

有益效果：本发明以聚酰胺(PA)为基体，线性酚醛树脂（PF）为极性树脂，玻璃纤维为增强体，加入润滑剂、抗氧剂，获得了一种吸水率低、尺寸稳定性好的低吸水率增强聚酰胺复合物；本发明的低吸水率增强聚酰胺复合物制备方法的加工工艺简单、制品成型精度高；本发明所得增强聚酰胺复合物能够在正常模温下模塑加工，所得模塑样条在达到饱和吸水率时，强度较高；本发明采用的酚醛树脂、抗氧剂、润滑剂和玻璃纤维等助剂均为价廉易得的市售产品，产品生产成本较低，适于规模化推广。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。所用物料中，聚酰胺选用广东新会美达公司生产的PA6M2800；极性树脂选用河南邦德公司生产的酚醛树脂PF2123F，玻纤为巨石短切纤维560A。

实施例一

（1）按重量百分比计，将聚酰胺69.4%、酚醛树脂10%、抗氧剂10100.2%、抗氧剂168 0.2%和润滑剂0.2%精确称量后，在90～100℃预先干燥；

（2）将上述干燥后的物料加入高速混合机中干混1～4min，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20%，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；

所述低吸水率增强聚酰胺复合物在双螺杆挤出机上的各段参数设定如下：一区温度200℃，二区温度230℃，三区温度230℃，四区温度230℃，五区温度230℃，六区温度230℃，七区温度230℃，八区温度230℃，九区温度230℃，十区温度240℃，机头240℃，主机转速为300转/分钟，产量约20kg/h。

实施例二

一种低吸水率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59.4%、酚醛树脂10%、抗氧剂1010 0.2%、抗氧剂168 0.2%、润滑剂0.2%和玻纤30%。

实施例三

一种低吸水率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49.4%、酚醛树脂10%、抗氧剂1010 0.2%、抗氧剂168 0.2%、润滑剂0.2%和玻纤40%。

对比例一

一种低吸水率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79.4%、抗氧剂1010 0.2%、抗氧剂168 0.2%、润滑剂0.2%和玻纤20%。

对比例二

一种低吸水率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69.4%、抗氧剂1010 0.2%、抗氧剂168 0.2%、润滑剂0.2%和玻纤30%。

对比例三

一种低吸水率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59.4%、抗氧剂1010 0.2%、抗氧剂168 0.2%、润滑剂0.2%和玻纤40%。

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

拉伸性能测试按ISO527-2执行，试样尺寸为150×10×4mm，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80×10×4mm，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；吸水率测试按ASTM570进行。23℃时，将测试样条分别浸泡于蒸馏水中24h和72h，然后对样条进行测试。

实施例一到三和对比例一到三的配方及性能比较见表1。

表1实施例一到三和对比例一到三的配方及性能比较

由表1的实例一和对比例一可知，酚醛树脂的加入使得增强聚酰胺复合物的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量比对比例体系有了大幅度的提高；当增强聚酰胺于23℃浸泡水中24h和72h时，加入酚醛树脂的聚酰胺复合物在拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量具有更加明显的优势，机械性能比普通增强聚酰胺要高得多，性能下降要少得多。实施例二和对比例二，实施例三和对比例三中的数据也说明了这一点。酚醛树脂（PF）作为极性树脂，含有大量酚基，酚基与聚酰胺树脂的羰基和胺基形成氢键，水分子与聚酰胺树脂的羰基和胺基也形成氢键，二者是一种竞争，酚基与聚酰胺树脂的羰基和胺基形成氢键的能力优先于水分子与聚酰胺树脂的羰基和胺基形成氢键的能力，从而导致增强聚酰胺复合物对水的吸收性下降，达到提高增强聚酰胺复合物刚性的目的。

本发明制备的增强聚酰胺复合材料强度高，吸水率低，尺寸稳定性好，且成本低，可以常温加工，可应用于电动工具外壳、电子电器、汽车、体育用品，家具等领域。

Claims

1.一种低吸水率增强聚酰胺复合物，其特征在于：按重量百分比计，其各组分配比如下：

聚酰胺 45～85%；

极性树脂 3～20%；

抗氧剂1010 0.1～1%；

抗氧剂168 0.1～1%；

润滑剂 0.1～1%；

玻纤 10～50%。

2.如权利要求1所述的低吸水率增强聚酰胺复合物，其特征在于：所述聚酰胺为相对密度1.12～1.15g/cm³，熔点225～235℃，熔体粘度2.0～3.0的PA6或相对密度为1.12～1.15g/cm³，熔点为255～265℃，熔体粘度为2.0～3.0的PA66。

3.如权利要求1所述的低吸水率增强聚酰胺复合物，其特征在于：所述极性树脂为线性酚醛树脂。

4.如权利要求1所述的低吸水率增强聚酰胺复合物，其特征在于：所述玻纤为短切纤维。

5.如权利要求1所述的低吸水率增强聚酰胺复合物的制备方法，其特征在于：其具有如下步骤：

（1）按重量百分比计，将聚酰胺45～85%、极性树脂3～20%、抗氧剂1010 0.1～1%、抗氧剂168 0.1～1%和润滑剂 0.1～1%精确称量后，在90～100℃预先干燥；

（2）将上述干燥后的物料加入高速混合机中干混1～4min，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10～50%，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℃，二区温度220～230℃，三区温度230～240℃，四区温度230～240℃，五区温度230～240℃，六区温度230～240℃，七区温度230～240℃，八区温度230～240℃，九区温度230～240℃，十区温度240℃，机头温度240℃，主机转速为280～330转/分钟。