CN102993709A

CN102993709A - Pa6塑料合金、其制备方法和应用

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Publication number: CN102993709A
Application number: CN2012104648940A
Authority: CN
Inventors: 徐东; 徐永; 邢家思
Original assignee: Polymer Science Shenzhen New Materials Co Ltd
Current assignee: Polymer Science Shenzhen New Materials Co Ltd
Priority date: 2012-11-16
Filing date: 2012-11-16
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2032-11-16
Also published as: CN102993709B

Abstract

本发明适用于工程塑料技术领域，提供了一种PA6塑料合金、其制备方法和应用。该PA6塑料合金包括PA6、聚丙烯、增韧剂、相容剂、增粘剂及抗氧剂。本发明PA6塑料合金，通过使用PA6-聚丙烯接枝共聚物或PA6-聚丙烯嵌段共聚物作为相容剂，使PA6塑料合金中的PA6出现了分级结晶现象，并且结晶温度和PP的结晶温度近似，从而实现体系的相容性大大增加；通过使用带有反应基团的活性聚酰胺作为增粘剂，通过该反应基团和PA6及PP之间反应，使得PA6体系的粘度显著增加，是PA6塑料合金的吹塑性能增强。

Description

PA6塑料合金、其制备方法和应用

技术领域

本发明属于工程塑料技术领域，尤其涉及一种PA6塑料合金、其制备方法和应用。

背景技术

PA6（聚酰胺6或尼龙6）是半透明或不透明乳白色半结晶形聚合物，它的特点为热力学性能优异，轻质、韧性好、耐化学品和耐久性好，还具有良好的耐磨性、自润滑性。但是PA6的吸水性较强，加工性能较差。

PP（聚丙烯）是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂，聚丙烯无臭，无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能最低使用温度可达-70～-100℃,化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良。PP单独使用，存在着耐热性差、冲击强度不高等缺点。。

PP树脂可吹塑，但PP气体阻隔性能差，用PP做某些化学药品瓶或气体管道时易有气体逸出。PA6气体阻隔性能好但不易吹塑成型。PA/PP合金可解决气体阻隔性及吹塑成型的问题，但PP是非极性聚合物，与强极性的PA6不具有热力学相容性，因而PP/PA6直接共混时热力学相容性较差，而且PA6/PP合金化后，复合体系的黏度不够高，难于吹塑成型。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种PA6塑料合金，解决现有技术中PA6/PP塑料合金热力学相容性、吹塑性能差的技术问题；以及该PA6塑料合金的制备方法和应用。

本发明是这样实现的，

一种PA6塑料合金，包括如下重量分数的组分：

以及，

上述PA6塑料合金的制备方法，包括如下步骤：

按配比称取该PA6、聚丙烯、增韧剂、相容剂、增粘剂及抗氧剂；

将该PA6、聚丙烯、增韧剂、相容剂、增粘剂及抗氧剂混合，得到混合料，将该混合熔融挤出处理，得到PA6塑料合金。

本发明进一步提供上述PA6塑料合金在波纹管、汽车软管、汽车油瓶中的应用。

本发明PA6塑料合金，通过使用PA6-聚丙烯接枝共聚物或PA6-聚丙烯嵌段共聚物作为相容剂，使PA6塑料合金中的PA6出现了分级结晶现象，并且结晶温度和PP的结晶温度近似，从而实现体系的相容性大大增加；通过使用带有反应基团的活性聚酰胺作为增粘剂，通过该反应基团和PA6及PP之间反应，使得PA6体系的粘度显著增加，是PA6塑料合金的吹塑性能增强。本发明实施例PA6塑料合金制备方法，操作简单，成本低廉，生产效益高，非常适于工业化生产。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种PA6塑料合金，包括如下重量分数的组分：

具体地，上述实施例PA6塑料合金的各组分重量单位没有限制，例如吨、千克、克等。

该PA6优选为相对分子量是17000-30000的聚酰胺。该PA6的重量分数为75~90份，例如，80份、85份等。PA6是本发明实施例塑料合金的基础树脂，该PA6还可以采用本领域常用的其他聚酰胺6。

该聚丙烯（PP）优选为相对密度（以谁为参照）0.9～1.0，熔点160～180℃的聚丙烯。该PP的重量分数为5～15分，例如，7份、9份、10份、12份或14份等。该PP在本发明实施例塑料合金中属于改性树脂，通过PP对PA6进行改性，既保留了PPA6及PP的优良性能，同时赋予了解决了PP气体阻隔性能差、PA6不能吹塑的问题。

该相容剂为PA6-聚丙烯接枝共聚物或PA6-聚丙烯嵌段共聚物。该相容剂可通过自制得到。自制方法为：

将PA6和马来酸酐改性聚丙烯按照重量比为2:1~1:2混合，在180~230℃条件下熔融反应10~30分钟，得到所述相容剂。其中马来酸酐改性聚丙烯优选为单马来酸酐改性聚丙烯，即平均每个聚丙烯分子链上有一个马来酸酐基团。在一优选实施例中，PA6与聚丙烯的重量比为1：1。该相容剂的重量分数为2~5份，例如，2份、3份、4份或5份等。

PA6和PP直接共混时热力学相容性能差，经试验发现，在PA6及PP体系中加入该相容剂后，会导致PA6出现分级结晶，而且使PA6的结晶温度接近于PP的结晶温度，从而使作为分散相的PA6的结晶峰消失，但其熔融峰依然存在，使PA6与PP普通共混时的连续相结构转变为海-岛结构，从而使PA6与PP共混的热力学相容性大大增加，同时增加PA6/PP之间的界面强度。

该增粘剂末端带有诸多的活性官能团，例如活性环氧基团。这些官能团能够和PA6及PP的官能团发生反应，使得PA6及PP之间相互交缠，使得PA6/PP体系的整体熔融粘度大大增加，从而实现PA6塑料合金的吹塑性能得到有效改性。该增粘剂的重量份数为0.2~0.5份。

该抗氧剂优选为由四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯主抗氧剂和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯酯)辅抗氧剂的复配物。当然，该抗氧剂还可以采用本领域常用的其他抗氧剂。

进一步地，本发明实施例PA6塑料合金，还包括其他助剂，如润滑剂、热稳定剂或紫外光吸收剂中的一种或以上，其他助剂的重量份数为0.1~0.3份，如果其他助剂中包括润滑剂、热稳定剂或紫外光吸收剂中的两种以上时，各助剂之间没有重量比例的限制。

本发明实施例进一步提供上述PA6塑料合金制备方法，包括如下步骤：

步骤S01，提供原料：

步骤S02，熔融挤出：

步骤S01中，该PA6、聚丙烯、增韧剂、相容剂、增粘剂及抗氧剂和前述相同，在此不重复阐述。

进一步，在步骤S01之前，还包括将PA6、PP及增韧剂分别进行干燥的步骤：

将PA6、PP或增韧剂放置于真空干燥箱中，在温度80℃条件下干燥4~8小时。

进一步，步骤S01中，还包括称取重量份数为0.1~0.3份的其他助剂，该其他助剂和前述相同，在此不重复阐述。

步骤S02中，将该PA6、聚丙烯、增韧剂、相容剂、增粘剂和抗氧剂混合，得到混合料，然后将该混合料用单螺杆挤出机或双螺杆挤出机熔融挤出处理，熔融挤出时，挤出机一区温度140~180℃，二区温度190~220℃，三区温度220~230℃，四区温度230~250℃，机头180~220℃，停留时间2～3min，压力为12~18MPa，螺杆转速为130-150转/分钟。

当上述实施例PA6塑料合金含有其他助剂时，则上述步骤S02是将其他助剂与其他组分如PA6、聚丙烯、增韧剂、相容剂、增粘剂和抗氧剂混合，然后熔融挤出。

本发明实施例PA6塑料合金制备方法，操作简单，成本低廉，非常适于工业化生产。

本发明实施例进一步提供上述PA6塑料合金在波纹管、汽车软管、汽车油瓶中的应用。

以下结合具体实施例对上述PA6塑料合金及其制备方法进行详细阐述。

实施例1

本发明实施例PA6塑料合金，包括如下重量份数的组分：

PA689份、PP5份、增韧剂3份、相容剂2份、增粘剂0.5份、抗氧剂1010/1680.2/0.2份、润滑剂0.1份。

本发明实施例PA6塑料合金制备方法，包括如下步骤：

按上述配比称取PA6、PP、增韧剂、相容剂、增粘剂、抗氧剂及润滑剂；

将所称取的PA6、PP、增韧剂、相容剂、增粘剂、抗氧剂及润滑剂混合，得到混合料；

将该混合料投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度140-180℃，二区温度190-220℃，三区温度220-230℃，四区温度230-250℃，机头180-220℃，停留时间2～3min，压力为12-18MPa，螺杆转速130-150转/分钟。

实施例2

本发明实施例PA6塑料合金，包括如下重量份数的组分：

PA683份、PP9份、增韧剂5份、相容剂2份、增粘剂0.3份、抗氧剂1010/1680.2/0.2份、润滑剂0.1份、紫外光吸收剂0.2份。

本发明实施例PA6塑料合金制备方法，包括如下步骤：

先将PA6、PP以及增韧剂在真空干燥箱中80℃干燥4～8小时；

按上述配比称取PA6、PP、增韧剂、相容剂、增粘剂、抗氧剂、润滑剂及紫外光吸收剂；

将所称取的PA6、PP、增韧剂、相容剂、增粘剂、抗氧剂、润滑剂及紫外光吸收剂混合，得到混合料；

实施例3

本发明实施例PA6塑料合金，包括如下重量份数的组分：

PA680份、PP12份、增韧剂4份、相容剂4份、增粘剂0.3份、抗氧剂1010/1680.2/0.2份、热稳定剂0.2份、紫外光吸收剂0.1份。

本发明实施例PA6塑料合金制备方法，包括如下步骤：

先将PA6、PP以及增韧剂在真空干燥箱中80℃干燥4～8小时；

按上述配比称取PA6、PP、增韧剂、相容剂、增粘剂、抗氧剂、热稳定剂及紫外光吸收剂；

将所称取的PA6、PP、增韧剂、相容剂、增粘剂、抗氧剂、热稳定剂及紫外光吸收剂混合，得到混合料；

实施例4

本发明实施例PA6塑料合金，包括如下重量份数的组分：

PA675份、PP15份、增韧剂4份、相容剂5份、增粘剂0.3份、抗氧剂1010/1680.2/0.2份、润滑剂0.2份、热稳定剂0.1份。

本发明实施例PA6塑料合金制备方法，包括如下步骤：

先将PA6、PP以及增韧剂在真空干燥箱中80℃干燥4～8小时；

按上述配比称取PA6、PP、增韧剂、相容剂、增粘剂、抗氧剂、润滑剂及热稳定剂；

将所称取的PA6、PP、增韧剂、相容剂、增粘剂、抗氧剂、润滑剂及热稳定剂混合，得到混合料；

性能测试

将上述实施例1~9中完成造粒的粒子在130--150℃的鼓风烘箱中干燥4~6小时，再将干燥的粒子在80T注塑机上注塑制样，制样过程中保持模温在70~100℃之间。

拉伸强度按GB/T1040标准进行检验。试样类型为I型，样条尺寸（mm）：170（长）×（20±0.2）（端部宽度）×(4±0.2)（厚度），拉伸速度为50mm/min；弯曲强度和弯曲模量按GB9341/T标准进行检验。试样类型为试样尺寸（mm）：（80±2）×（10±0.2）×(4±0.2)，弯曲速度为20mm/min；缺口冲击强度按GB/T1043标准进行检验。试样类型为I型，试样尺寸（mm）：（80±2）×（10±0.2）×(4±0.2)；缺口类型为A类，缺口剩余厚度为3.2mm；热变形温度按GB/T1634.2标准进行检验,负载为1.80MPa.跨距为100mm。

实施例1-4的PA6塑料合金的测试性能如下表：

由上表可以看出，PP含量在9～12％范围内,增韧剂在4～5%范围内，PA6/PP合金的冲击强度很高，随PP含量的增加，合金的冲击性能有所下降，但都在110J/m以上。综合成本和性能的考虑，PP的最佳添加量为9～12％。本发明通过选择高效的增韧和增容体系，可得到韧性和力学性能极佳的PA6/PP合金，加入0.3%增粘剂后，合金的熔融指数。可以满足材料吹塑成型要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种PA6塑料合金，包括如下重量份数的组分：

2.如权利要求1所述的PA6塑料合金，其特征在于，所述相容剂为PA6-聚丙烯接枝共聚物或PA6-聚丙烯嵌段共聚物。

3.如权利要求1所述的PA6塑料合金，其特征在于，所述增粘剂的重量分数为0.2-1.0份。

4.如权利要求1所述的PA6塑料合金，其特征在于，所述增韧剂为丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物。

5.如权利要求1~4任一项权利要求所述的PA6塑料合金制备方法，包括如下步骤：

按配比称取所述PA6、聚丙烯、增韧剂、相容剂、增粘剂及抗氧剂；

将所述PA6、聚丙烯、增韧剂、相容剂、增粘剂及抗氧剂混合，得到混合料，将所述混合熔融挤出处理，得到PA6塑料合金。

6.如权利要求5所述的PA6塑料合金制备方法，其特征在于，所述挤出处理的工艺条件为：

一区温度140~180℃，二区温度190~220℃，三区温度220~230℃，四区温度230~250℃，机头180~220℃，停留时间2～3min，压力为12~18MPa。

7.如权利要求5所述的PA6塑料合金制备方法，其特征在于，还包括相容剂的制备步骤：

将PA6和马来酸酐改性聚丙烯按重量比为2:1~1:2混合，在180~230℃条件下熔融反应10~30分钟，得到所述相容剂。

8.如权利要求1~4任一项所述的PA6塑料合金在波纹管、汽车软管、汽车油瓶中的应用。