CN102993742B - 尼龙6/66复合材料的制备方法及其应用 - Google Patents

尼龙6/66复合材料的制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种尼龙6/66复合材料的制备方法及其应用。包括以下步骤:(1)把15-30重量份的尼龙6加到熔融的20-40重量份尼龙66单体中,搅拌;(2)把0.5-2重量份的有机蒙脱土分散在熔融的20-40重量份尼龙66单体中,搅拌;所述有机蒙脱土的制备方法是:钠基蒙脱土为原料,季膦盐为插层剂,水为溶剂,合成的季膦盐型有机蒙脱土,所述尼龙66单体包括己二酸和己二胺单体;(3)把步骤(1)和步骤(2)所得的两者混合后,加入0.5-2重量份引发剂和0.5-2重量份催化剂,进行单体的聚合反应,得到复合材料。本发明的尼龙6/66复合材料,其力学性能更好,结晶度低,热变型温度高。

Description

尼龙6/66复合材料的制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及一种用有机蒙脱土和聚烯烃改性尼龙6/66的方法。
背景技术
聚酰胺由于PA具有良好的综合性能,包括力学性能、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性,且摩擦系数低,有一定的阻燃性,易于加工等性能已广泛的应用于电子电器、机动车配件等领域。常用的聚酰胺,如PA66,PA10,PA11,PA12,单独应用于汽车领域中,还各自存在着一些缺点,不能同时满足优良的力学性能更好,高结晶度低,高热变型温度的性能。
发明内容
综上所述,本发明有必要提供一种尼龙6/66复合材料的制备方法。
进一步地,还有必要提供一种上述制备方法制得的尼龙6/66复合材料的应用。
一种尼龙6/66复合材料的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)把15-30重量份的尼龙6加到熔融的20-40重量份尼龙66单体中,搅拌;
(2)把0.5-2重量份的有机蒙脱土分散在熔融的20-40重量份尼龙66单体中,搅拌;所述有机蒙脱土的制备方法是:钠基蒙脱土为原料,季膦盐为插层剂,水为溶剂,合成的季膦盐型有机蒙脱土,所述尼龙66单体包括己二酸和己二胺单体;
(3)把步骤(1)和步骤(2)所得的两者混合后,加入0.5-2重量份引发剂和0.5-2重量份催化剂,进行单体的聚合反应,得到复合材料。
其中,制备所述有机蒙脱土用的季膦盐为丁基三苯基溴化膦(BTPB)和/或十二烷基三苯基溴化膦(DTPB)。
其中,制备所述有机蒙脱土的具体方法可以是:
将钠基蒙脱土、丁基三苯基溴化膦(BTPB)和/或十二烷基三苯基溴化膦(DTPB)和水的混合物在60-90℃的条件下加热1-6小时,从溶液中收集有机蒙脱土,干燥备用。
其中,所述钠基蒙脱土的规格是200目。
其中,所述尼龙6的重均分子量为10000-20000。
其中,所述己二酸和己二胺单体的摩尔量之比为0.9-1.1,其优选是摩尔量之比1。
其中,所述的引发剂选自碱金属氢化物、氧化物、氢氧化物、碳酸盐及它们与内酰胺反应形成的产物。
其中,所述催化剂选自带异腈酸酯基的物质、乙酰化己内酰胺、乙酰化十二内酰胺、带酰氯基团的物质、含酯基或含马来酸酐的物质。
其中,所述的复合材料通过反应挤出成型或通过浇铸成型。
其中,所述的反应挤出成型包括双螺杆挤出机挤出成型,挤出温度控制在200℃~230℃。
上述制备方法所得的尼龙6/66复合材料在汽车领域中的应用。
相较现有技术,本发明所述的尼龙6/66复合材料,其力学性能更好,结晶度低,热变型温度高。
具体实施方式
下面结合一些具体实施方式对本发明尼龙6/66复合材料的制备方法及其应用做进一步描述。具体实施例为进一步详细说明本发明,非限定本发明的保护范围。
本发明实施例所用到的物质有:
尼龙6,聚己内酰胺,上海今昊科学仪器有限公司,货号:[PSS]925;
钠基蒙脱土,浙江三鼎科技有限公司,规格300目;
其余物质均是可在市面上购买得到的物质。
本发明测试所用到的标准和设备:
拉伸强度根据ISO527-2测定,测试条件为23℃和10mm/min;
弯曲强度和弯曲模量根据ISO178测定,测试条件为23℃和2mm/min;
Izod缺口冲击强度根据ISO180测定,测试条件为23℃,缺口类型为A型;
结晶度的测试方法:
用X射线衍射仪测定聚合物的结晶度。X射线衍射仪的型号是D/Max-IIIA型。将熔融的聚合物用液氮猝冷制备样品的非晶样品,非晶样品和聚合物样品的X射线衍射峰面积分别为S1和S2,通过Xc=(S2-S1)/S2×100计算结晶度。
其中Xc表示结晶度(%),S1表示非晶样品的X射线衍射峰面积,S2表示样品的X射线衍射峰面积。
热变形温度:根据ISO75-2标准测定,测试条件0.45MPa。
特性粘度[η]
在25℃的98%浓硫酸中测量浓度为0.05、0.1、0.3和1g/dL的聚酰胺的比浓对数粘度ηinh
ηinh=[ln(t1/t0)]/C
其中,ηinh表示比浓对数粘度(dL/g),t0表示溶剂的空白时间,t1表示样品溶液的流过时间,C表示样品溶液的浓度(g/dL)。
将ηinh的数据外推至浓度为0,得到样品的特性粘度[η]。
有机蒙脱土的制备方法:
将钠基蒙脱土、丁基三苯基溴化膦(BTPB)和水的混合物在60-90℃的条件下加热1-6小时,从溶液中收集有机蒙脱土A,干燥备用。
将钠基蒙脱土、十二烷基三苯基溴化膦(DTPB)和水的混合物在60-90℃的条件下加热1-6小时,从溶液中收集有机蒙脱土B,干燥备用。
实施例1
(1)把15重量份的尼龙6加到熔融的20重量份尼龙66单体中,搅拌;
(2)把0.5重量份的有机蒙脱土A分散在熔融的40重量份尼龙66单体中,搅拌;所述尼龙66单体包括己二酸和己二胺单体,并且己二酸和己二胺单体的摩尔量之比为1;
(3)把步骤(1)和步骤(2)所得的两者混合后,加入0.5重量份碳酸钠和0.5重量份乙酰化己内酰胺,经双螺杆挤出机挤出成型,挤出温度控制在200℃~230℃,得到复合材料。
实施例2
(1)把30重量份的尼龙6加到熔融的40重量份尼龙66单体中,搅拌;
(2)把2重量份的有机蒙脱土A分散在熔融的40重量份尼龙66单体中,搅拌;所述尼龙66单体包括己二酸和己二胺单体,并且己二酸和己二胺单体的摩尔量之比为1;
(3)把步骤(1)和步骤(2)所得的两者混合后,加入2重量份氢氧化钠和2重量份乙酰化十二内酰胺,经双螺杆挤出机挤出成型,挤出温度控制在200℃~230℃,得到复合材料。
实施例3
(1)把15重量份的尼龙6加到熔融的20重量份尼龙66单体中,搅拌;
(2)把1重量份的有机蒙脱土B分散在熔融的20重量份尼龙66单体中,搅拌;所述尼龙66单体包括己二酸和己二胺单体,并且己二酸和己二胺单体的摩尔量之比为1;
(3)把步骤(1)和步骤(2)所得的两者混合后,加入1重量份氢氧化钠和1重量份乙酰化十二内酰胺,经双螺杆挤出机挤出成型,挤出温度控制在200℃~230℃,得到复合材料。
实施例4
(1)把15重量份的尼龙6加到熔融的20重量份尼龙66单体中,搅拌;
(2)把0.5重量份的有机蒙脱土B分散在熔融的40重量份尼龙66单体中,搅拌;所述尼龙66单体包括己二酸和己二胺单体,并且己二酸和己二胺单体的摩尔量之比为1;
(3)把步骤(1)和步骤(2)所得的两者混合后,加入0.5重量份碳酸钠和0.5重量份十二烷基异腈酸酯,经双螺杆挤出机挤出成型,挤出温度控制在200℃~230℃,得到复合材料。
对比例1
采用与实施例1相同的方法,但在步骤(2)中不加入有机蒙脱土A,制备得到复合材料。
对比例2
采用与实施例2相同的方法,但在步骤(2)中不加入有机蒙脱土A,制备得到复合材料。
对比例3
采用与实施例3相同的方法,但在步骤(2)中不加入有机蒙脱土B,制备得到复合材料。
对比例4
采用与实施例4相同的方法,但在步骤(2)中不加入有机蒙脱土B,制备得到复合材料。
分别测试实施例1-4和对比例1-4所得复合材料的各项性能,其结果列于表1中。
表1
由上表可以发现,本发明所述的尼龙6/66复合材料,其力学性能更好,结晶度低,热变型温度高,且粘度较高。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种尼龙6/66复合材料的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)把15-30重量份的尼龙6加到熔融的20-40重量份尼龙66单体中,搅拌;
(2)把0.5-2重量份的有机蒙脱土分散在熔融的20-40重量份尼龙66单体中,搅拌;所述有机蒙脱土的制备方法是:钠基蒙脱土为原料,季膦盐为插层剂,水为溶剂,合成的季膦盐型有机蒙脱土,所述尼龙66单体包括己二酸和己二胺单体;
(3)把步骤(1)和步骤(2)所得的两者混合后,加入0.5-2重量份引发剂和0.5-2重量份催化剂,进行单体的聚合反应,得到复合材料。
2.根据权利要求1所述的尼龙6/66复合材料的制备方法,其特征在于:
制备所述有机蒙脱土用的季膦盐为丁基三苯基溴化膦和/或十二烷基三苯基溴化膦。
3.根据权利要求1所述的尼龙6/66复合材料的制备方法,其特征在于:
所述钠基蒙脱土的规格是300目。
4.根据权利要求1所述的尼龙6/66复合材料的制备方法,其特征在于:
所述尼龙6的重均分子量为10000-20000。
5.根据权利要求1所述的尼龙6/66复合材料的制备方法,其特征在于:
所述己二酸和己二胺单体的摩尔量之比为0.9-1.1。
6.根据权利要求1所述的尼龙6/66复合材料的制备方法,其特征在于:
所述的引发剂选自碱金属氢化物、氧化物、氢氧化物、碳酸盐及它们与内酰胺反应形成的产物。
7.根据权利要求1所述的尼龙6/66复合材料的制备方法,其特征在于:
所述催化剂选自带异氰酸酯基的物质、乙酰化己内酰胺、乙酰化十二内酰胺、带酰氯基团的物质、含酯基或含马来酸酐的物质。
8.根据权利要求1所述的尼龙6/66复合材料的制备方法,其特征在于:
所述的复合材料通过反应挤出成型或通过浇铸成型。
9.根据权利要求8所述的尼龙6/66复合材料的制备方法,其特征在于:
所述的反应挤出成型包括双螺杆挤出机挤出成型,挤出温度控制在200℃~230℃。
10.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法所得的尼龙6/66复合材料在汽车领域中的应用。
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