CN103044907A - 一种改性聚酰胺及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种改性聚酰胺及其制备方法,属于高分子材料领域。该改性聚酰胺是由聚酰胺和官能化ABS改性剂以质量比为65:35共混制备而成;所述的官能化ABS改性剂是将苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯混合接枝在聚丁二烯胶乳上制备得到的,所述的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯和聚丁二烯胶乳的质量百分比为(17.25~21.75):(5.75~7.25):(1~7):70。本发明还提供一种改性聚酰胺的制备方法,该方法工艺简单、原料低廉、易于实现,本发明的改性聚酰胺缺口冲击强度可达到648.14焦耳/米。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域,具体涉及一种改性聚酰胺及其制备方法。
背景技术
聚酰胺是一种重要的热塑性工程塑料,由ε-己内酞胺开环聚合或6-氨基己酸缩合制得。聚酰胺结晶度较高,具有良好的耐磨性、耐油性、耐溶剂性和耐热性等优点,但其缺口敏感性差,抗冲击强度低等缺点限制了其应用范围。目前对聚酰胺增韧的方法主要以填充、共混改性等,刘新海等用硅灰石粉体对聚酰胺增强, Kudva等直接用商品级ABS与聚酰胺共混的方法来改善和提高聚酰胺的性能。直接合成官能化ABS改性剂增韧聚酰胺的研究相对较少,而且多数人集中在用马来酸酐改性。如日本三井化学株式会社的专利JP127503/97、法国阿托化学公司的专利FR8519421、FR8803877、FR9512701、FR9609148以及日本岸本产业株式会社的专利JP190634/97、JP190635/97等,都是将马来酸酐接枝乙丙橡胶来改性聚酰胺。专利CN1765988A采用马来酸酐和ABS改性聚酰胺,得到的聚酰胺合金缺口冲击强度达到81.2焦耳/米,还有较大的提升空间。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的聚酰胺缺口冲击强度低的问题,而提供一种改性聚酰胺及其制备方法。
本发明提供一种改性聚酰胺,该改性聚酰胺是由聚酰胺和官能化ABS改性剂以质量比为65:35共混制备而成;
所述的官能化ABS改性剂是将苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯混合接枝在聚丁二烯胶乳上制备得到的,所述的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯和聚丁二烯胶乳的质量百分比为(17.25~21.75):(5.75~7.25):(1~7):70。
本发明还提供一种改性聚酰胺的制备方法,包括如下:
步骤一:将苯乙烯、丙烯腈和甲基丙烯酸环氧丙酯加入单体瓶中,再向单体瓶中加入松香皂液和蒸馏水,形成单体混合液;
步骤二:将聚丁二烯胶乳放入三口瓶中,加入引发剂和步骤一得到的单体混合液,在62~67℃条件下反应1~3h,得到官能化ABS改性剂;所述的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯和聚丁二烯胶乳质量百分比为(17.25~21.75):(5.75~7.25):(1~7):70;
步骤三:按质量百分比为35:65将步骤二得到的官能化ABS改性剂和聚酰胺树脂放入双螺杆挤出机中,在215~235℃条件下挤出,即得到一种改性聚酰胺。
本发明的有益效果
本发明提供一种改性聚酰胺及其制备方法,该改性聚酰胺是由聚酰胺和官能化ABS改性剂以质量比为65:35共混制备而成;所述的官能化ABS改性剂是将苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯混合接枝在聚丁二烯胶乳上制备得到的,所述的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯和聚丁二烯胶乳的质量百分比为(17.25~21.75):(5.75~7.25):(1~7):70。本发明先采用乳液法合成官能化ABS改性剂,该官能化ABS改性剂是采用GMA接枝橡胶粒子合成得到的,然后通过对官能化ABS改性剂与聚酰胺共混物物料配比进行优化,得到改性聚酰胺, 本发明的方法工艺简单、原料低廉、易于实现,实验结果表明:本发明的改性聚酰胺缺口冲击强度可达到648.14焦耳/米。
具体实施方式
本发明提供一种改性聚酰胺,该改性聚酰胺是由聚酰胺和官能化ABS改性剂以质量比为65:35共混制备而成;
所述的官能化ABS改性剂是将苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯混合接枝在聚丁二烯胶乳上制备得到的,所述的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯和聚丁二烯胶乳的质量百分比为(17.25~21.75):(5.75~7.25):(1~7):70,更优选为(17.25~20.25):(5.75~6.75):(3~7):70,最优选为18.75:6.25:5:70。
本发明还提供一种改性聚酰胺的制备方法,包括如下:
步骤一:将苯乙烯、丙烯腈和甲基丙烯酸环氧丙酯加入单体瓶中,再向单体瓶中加入松香皂液和蒸馏水,形成单体混合液;
步骤二:将聚丁二烯胶乳放入三口瓶中,加入引发剂和步骤一得到的单体混合液,在62~67℃条件下反应1~3h,得到官能化ABS改性剂;所述的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯和聚丁二烯胶乳的质量百分比为(17.25~21.75):(5.75~7.25):(1~7):70;
步骤三:按质量百分比为35:65将步骤二得到的官能化ABS改性剂和聚酰胺树脂放入双螺杆挤出机中,在215~235℃,条件下挤出,即得到一种改性聚酰胺。
本发明首先对单体苯乙烯(St)、丙烯腈(AN)和甲基丙烯酸环氧丙酯(GMA)进行预乳化,具体步骤为:将 St、AN和GMA加入单体瓶中,然后向单体瓶中加入松香皂液和蒸馏水,用胶塞密封并摇晃单体瓶,直至瓶内液体呈不分层的乳液状,即得到单体混合液,所述的松香皂液的体积ml:苯乙烯的质量g为10:(17.25~21.75),蒸馏水和苯乙烯的质量比为10:(17.25~21.75)。
本发明先将聚丁二烯胶乳(固含量:57.32%)放入三口瓶中,用蒸馏水稀释至固含量为35.0%,在氮气保护和62~67℃条件下连续搅拌,为了更好的分散引发,上述单体混合液和引发剂可分两次次加入到三口瓶中,优选的是,先取5%上述混合液加入到三口瓶中,并加入引发剂,20~25min后开始连续向三口瓶中滴加剩余的上述单体混合液和引发剂,滴加结束后再反应0.5~1 h,将乳液破乳、洗涤、过滤后烘干备用,即得到官能化ABS改性剂。所述的反应温度优选为63℃。
本发明所述的引发剂为氧化还原体系引发剂,优选为过氧化氢异丙苯和硫酸亚铁溶液。所述的引发剂ml:苯乙烯的质量g为15.35:(17.25~21.75);其中过氧化氢异丙苯和硫酸亚铁溶液的体积比优选为0.35:15,硫酸亚铁的浓度为1g/l。
将聚酰胺树脂(PA6)在真空干燥箱120~130℃干燥3~5 h后,按质量百分比为35:65将得到的官能化ABS改性剂和聚酰胺树脂放 入双螺杆挤出机中,在215~235℃条件下挤出,优选为225℃,即得到一种改性聚酰胺。
将上述得到的改性聚酰胺颗粒在120~130℃条件下用真空干燥箱干燥7 ~10h后进入注射机按照GB1039-92标准制备出标准的冲击和拉伸样条,进行冲击测试和拉伸测试。
下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述,需要说明的是,本发明的范围不受这些实施例的限制。
实施例中所用的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯单体为吉林石化生产ABS粉料产品的原料,工业级;所用的聚酰胺牌号为尼龙6,工业级。
对比例1
将 22.5gSt和7.5g AN加入单体瓶中,然后向单体瓶中加入10ml松香皂液和10g蒸馏水,用胶塞密封并摇晃单体瓶,直至瓶内液体呈不分层的乳液状,即得到单体混合液;
将123g PB胶乳(固含量:57.32%)放入三口瓶中加入67g蒸馏水,稀释至固含量为35.0%,在氮气保护和63℃条件下连续搅拌,先取10ml单体混合液加入三口瓶中,并加入0.3ml过氧化异丙苯和10ml硫酸亚铁溶液(1g/l),反应20min后,再向三口瓶中连续滴加剩余的单体混合液,滴加结束后,向三口瓶中加入0.05ml过氧化异丙苯和5ml硫酸亚铁溶液(1g/l),再反应1 h后将乳液破乳、洗涤、过滤后烘干备用,即得到官能化ABS改性剂;
将PA6树脂在真空干燥箱120℃干燥3 h后,将65gPA6树脂和35g官能化ABS改性剂放入双螺杆挤出机中,在225℃条件下挤出后切粒,即得到一种改性聚酰胺颗粒。
将上述得到的改性聚酰胺颗粒在120℃条件下用真空干燥箱干燥8 h后进入注射机按照GB1039-92标准制备出标准的冲击和拉伸样条,进行冲击测试和拉伸测试,结果如表1所示。
实施例1
将 21.75gSt、7.25g AN和1gGMA加入单体瓶中,然后向单体瓶中加入10ml松香皂液和10g蒸馏水,用胶塞密封并摇晃单体瓶,直至瓶内液体呈不分层的乳液状,即得到单体混合液;
将123g PB胶乳(固含量:57.32%)放入三口瓶中加入67g蒸馏水,稀释至固含量为35.0%,在氮气保护和63℃条件下连续搅拌,先取10ml单体混合液加入三口瓶中,并加入0.3ml过氧化异丙苯和10ml硫酸亚铁溶液(1g/l),反应20min后,再向三口瓶中连续滴加剩余的单体混合液,滴加结束后,向三口瓶中加入0.05ml过氧化异丙苯和5ml硫酸亚铁溶液(1g/l),再反应1 h后将乳液破乳、洗涤、过滤后烘干备用,即得到官能化ABS改性剂;
将PA6树脂在真空干燥箱120℃干燥3 h后,将65gPA6树脂和35g官能化ABS改性剂放入双螺杆挤出机中,在225℃条件下挤出后切粒,即得到一种改性聚酰胺颗粒。
将上述得到的改性聚酰胺颗粒在120℃条件下用真空干燥箱干燥8 h后进入注射机按照GB1039-92标准制备出标准的冲击和拉伸样条,进行冲击测试和拉伸测试,结果如表1所示。
实施例2
将 20.25gSt、6.75g AN和3gGMA加入单体瓶中,然后向单体瓶中加入10ml松香皂液和10g蒸馏水,用胶塞密封并摇晃单体瓶,直至瓶内液体呈不分层的乳液状,即得到单体混合液;
将123g PB胶乳(固含量:57.32%)放入三口瓶中加入67g蒸馏水,稀释至固含量为35.0%,在氮气保护和63℃条件下连续搅拌,先取10ml单体混合液加入三口瓶中,并加入0.3ml过氧化异丙苯和10ml硫酸亚铁溶液(1g/l),反应20min后,再向三口瓶中连续滴加剩余的单体混合液,滴加结束后,向三口瓶中加入0.05ml过氧化异丙苯和5ml硫酸亚铁溶液(1g/l),再反应1 h后将乳液破乳、洗涤、过滤后烘干备用,即得到官能化ABS改性剂;
将PA6树脂在真空干燥箱120℃干燥3 h后,将65gPA6树脂和35g官能化ABS改性剂放入双螺杆挤出机中,在225℃条件下挤出后切粒,即得到一种改性聚酰胺颗粒。
将上述得到的改性聚酰胺颗粒在120℃条件下用真空干燥箱干燥8 h后进入注射机按照GB1039-92标准制备出标准的冲击和拉伸样条,进行冲击测试和拉伸测试,结果如表1所示。
实施例3
将 18.75gSt、6.25g AN和5gGMA加入单体瓶中,然后向单体瓶中加入10ml松香皂液和10g蒸馏水,用胶塞密封并摇晃单体瓶,直至瓶内液体呈不分层的乳液状,即得到单体混合液;
将123g PB胶乳(固含量:57.32%)放入三口瓶中加入67g蒸馏水,稀释至固含量为35.0%,在氮气保护和63℃条件下连续搅拌,先取10ml单体混合液加入三口瓶中,并加入0.3ml过氧化异丙苯和10ml硫酸亚铁溶液(1g/l),反应20min后,再向三口瓶中连续滴加剩余的单体混合液,滴加结束后,想三口瓶中加入0.05ml过氧化异丙苯和5ml硫酸亚铁溶液(1g/l),再反应1 h后将乳液破乳、洗涤、过滤后烘干备用,即得到官能化ABS改性剂;
将PA6树脂在真空干燥箱120℃干燥3 h后,将65gPA6树脂和35g官能化ABS改性剂放入双螺杆挤出机中,在225℃条件下挤出后切粒,即得到一种改性聚酰胺颗粒。
将上述得到的改性聚酰胺颗粒在120℃条件下用真空干燥箱干燥8 h后进入注射机按照GB1039-92标准制备出标准的冲击和拉伸样条,进行冲击测试和拉伸测试,结果如表1所示。
实施例4
将 17.25gSt、5.75g AN和7gGMA加入单体瓶中,然后向单体瓶中加入10ml松香皂液和10g蒸馏水,用胶塞密封并摇晃单体瓶,直至瓶内液体呈不分层的乳液状,即得到单体混合液;
将123g PB胶乳(固含量:57.32%)放入三口瓶中加入67g蒸馏水,稀释至固含量为35.0%,在氮气保护和63℃条件下连续搅拌,先取10ml单体混合液加入三口瓶中,并加入0.3ml过氧化异丙苯和10ml硫酸亚铁溶液(1g/l),反应20min后,再向三口瓶中连续滴加剩余的单体混合液,滴加结束后,想三口瓶中加入0.05ml过氧化异丙苯和5ml硫酸亚铁溶液(1g/l),再反应1 h后将乳液破乳、洗涤、过滤后烘干备用,即得到官能化ABS改性剂;
将PA6树脂在真空干燥箱120℃干燥3 h后,将65gPA6树脂和35g官能化ABS改性剂放入双螺杆挤出机中,在225℃条件下挤出后切粒,即得到一种改性聚酰胺颗粒。
将上述得到的改性聚酰胺颗粒在120℃条件下用真空干燥箱干燥8 h后进入注射机按照GB1039-92标准制备出标准的冲击和拉伸样条,进行冲击测试和拉伸测试,结果如表1所示。
表1
表1为实施例1~4和对比例的屈服拉伸强度和缺口冲击强度值,从表1可以看出,在ABS改性剂中添加GMA后明显的改善了PA6/ABS合金的抗冲击性能,当GMA含量为5%时,按比例合成的改性剂效果最好,改性后的PA6/ABS合金的缺口冲击强度可达到648.14焦耳/米,当GMA含量为3%时,改性后的PA6/ABS合金的缺口冲击强度可达到640焦耳/米以上。
Claims (7)
1.一种改性聚酰胺,其特征在于,该改性聚酰胺是由聚酰胺和官能化ABS改性剂以质量比为65:35共混制备而成;
所述的官能化ABS改性剂是将苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯混合接枝在聚丁二烯胶乳上制备得到的,所述的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯和聚丁二烯胶乳的质量百分比为(17.25~21.75):(5.75~7.25):(1~7):70。
2.根据权利要求1所述的一种改性聚酰胺,其特征在于,所述的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯和聚丁二烯胶乳的质量百分比为(17.25~20.25):(5.75~6.75):(3~7):70。
3.根据权利要求1所述的一种改性聚酰胺,其特征在于,所述的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯和聚丁二烯胶乳的质量百分比为18.75:6.25:5:70。
4.根据权利要求1~3任何一项所述的一种改性聚酰胺的制备方法,其特征在于,包括如下:
步骤一:将苯乙烯、丙烯腈和甲基丙烯酸环氧丙酯加入单体瓶中,再向单体瓶中加入松香皂液和蒸馏水,形成单体混合液;
步骤二:将聚丁二烯胶乳放入三口瓶中,加入引发剂和步骤一得到的单体混合液,在62~67℃条件下反应1~3h,得到官能化ABS改性剂;所述的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯和聚丁二烯胶乳质量百分比为(17.25~21.75):(5.75~7.25):(1~7):70;
步骤三:按质量百分比为35:65将步骤二得到的官能化ABS改性剂和聚酰胺树脂放入双螺杆挤出机中,在215~235℃条件下挤出,即得到一种改性聚酰胺。
5.根据权利要求4所述的一种改性聚酰胺的制备方法,其特征在于,所述的引发剂为过氧化氢异丙苯和硫酸亚铁溶液。
6.根据权利要求4所述的一种改性聚酰胺的制备方法,其特征在于,所述的步骤二的反应温度为63℃。
7.根据权利要求4所述的一种改性聚酰胺的制备方法,其特征在于,所述的步骤三的反应温度为225℃。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130417 |