CN103450664A - 一种耐低温增韧尼龙材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐低温增韧尼龙复合材料及其制备方法，该复合材料由以下以质量分数计的原料制成：尼龙树脂70-76wt%；增韧剂13-20wt%；辅助增韧剂A5-15wt%；辅助增韧剂B0.5-1.5wt%；其它添加剂0-1.0wt%。与现有技术相比，本发明产品具有较好的力学性能和耐低温性能，可用于扎带、扣件等零部件，可满足该类产品在苛刻的低温条件的工作要求；另外，本发明产品的制备工艺简单、成本较低，符合工业化生产要求；因此，本发明的耐低温增韧尼龙复合材料具有广阔的市场应用前景。

Description

一种耐低温增韧尼龙材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种耐低温增韧尼龙材料及其制备方法，属于聚合物加工领域。

背景技术

尼龙6是一种用途非常广泛的工程塑料，其熔点为215～225℃，使用温度范围在-40℃～150℃。尼龙树脂具有较高的机械强度、耐热性、自润滑性、优良的阻隔性能和耐化学腐蚀等优异的综合性能，可广泛的应用于机械制造业、电子电器和交通运输等领域，但纯尼龙也有明显的缺点，如：吸水率大，所制成的制品尺寸稳定性较差；低温性能较差，制约了其在低温环境下的使用；虽然具有一定的自润滑性，但其摩擦系数不能满足使用的要求。为适应工业发展的需要，近年来对尼龙进行改性以改善上述缺陷引起了人们极大的关注，以改善尼龙的耐低温性为例，Dupont公司首先开发了Zytel ST系列，采用三元乙丙橡胶（EPDM）接枝马来酸酐增韧尼龙，制备了耐低温性能优异的尼龙合金。继杜邦之后，西欧和日本也开发了各种牌号的增韧尼龙合金，有关高冲击尼龙合金的专利相继出现。国内也相继制备出了系列高抗冲击尼龙合金，性能达到或接近国内同类产品。国内外对尼龙进行增韧以改善其耐低温性能的研究日益深入。

专利CN102115591A公开的增韧尼龙6具有良好的韧性而且较好地保持了尼龙本身的强度。专利CN101608062B公开的提供了一种具有优异的流动性、耐低温尼龙扎带料。专利CN101875778A公开了一种具有优异的超延展性、高缺口冲击强度及低温韧性的超韧尼龙合金及其制备工艺。以上专利虽然都得到了增韧的尼龙合金材料，但都未提供出在-40℃低温下仍然能保持材料优异延展性的解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种在低温的情况下具有良好韧性及延展性的耐低温增韧尼龙材料及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种耐低温增韧尼龙材料，其特征在于，由以下以质量分数计的原料制成：

所述的尼龙树脂为尼龙6、尼龙66或两者的混合物。

所述的增韧剂为马来酸酐接枝聚合物，马来酸酐接枝聚合物可选自马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯与马来酸酐接枝聚烯烃弹性体的混合物或马来酸酐接枝聚乙烯与马来酸酐接枝三元乙丙橡胶的混合物。

所述的辅助增韧剂A为聚酰胺弹性体。

所述的辅助增韧剂B为硅油。

所述的其它添加剂为抗氧剂、光稳定、润滑剂、脱模剂、抗静电剂、染料和颜料中的一种或几种。

本发明还提供了上述耐低温增韧尼龙材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

第一步：将尼龙树脂、增韧剂、辅助增韧剂A、辅助增韧剂A及其它添加剂加入高速混合机中，搅拌均匀；

第二步：将第一步得到的混合料由喂料器加入双螺杆挤出机，挤出后冷却、干燥、切粒。

与现有技术相比，本发明产品具有较好的力学性能和耐低温性能，可用于扎带、扣件等零部件，可满足该类产品在苛刻的低温条件的工作要求；另外，本发明产品的制备工艺简单、成本较低，符合工业化生产要求；因此，本发明的耐低温增韧尼龙复合材料具有广阔的市场应用前景。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不能将实施例中所涉及的方法和技术参数作为对本发明的限制。本发明的保护范围不仅限于此。

本发明采用双螺杆挤出机生产，实施例中的加工条件：一区温度为230℃，二区温度为240℃，三区温度为240℃，四区温度为240℃，五区温度为240℃，六区温度为2400℃，七区温度为230℃，八区温度为230℃，九区温度为240℃。主机转速为350转/分钟。

实施例1

本实施例的耐低温增韧尼龙材料，其组成及各组成的重量百分比如下：尼龙66树脂70wt%，马来酸酐接枝聚烯烃弹性体13wt%，聚酰胺弹性15wt%，硅油1.5wt%，抗氧剂0.5wt%。

所述耐低温增韧尼龙材料的制备工艺如下：

首先将尼龙66树脂、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、聚酰胺弹性体、硅油及抗氧剂加入高速混合机中，搅拌均匀，然后将混合料由精密的喂料器加入双螺杆挤出机，挤出后冷却、干燥、切粒。

实施例2

本实施例的耐低温增韧尼龙材料，其组成及各组成的重量百分比如下：尼龙66树脂74wt%，马来酸酐接枝聚烯烃弹性体15wt%，聚酰胺弹性体10wt%，硅油0.5wt%，抗氧剂0.5wt%。

所述耐低温增韧尼龙材料的制备工艺如下：

首先将尼龙66树脂、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、聚酰胺弹性体、硅油及抗氧剂加入高速混合机中，搅拌均匀，然后将混合料由精密的喂料器加入双螺杆挤出机，挤出后冷却、干燥、切粒。

实施例3

本实施例的耐低温增韧尼龙材料，其组成及各组成的重量百分比如下：尼龙66树脂74wt%，马来酸酐接枝聚烯烃弹性体三元乙丙橡胶15wt%，聚酰胺弹性体10wt%，硅油0.5wt%，抗氧剂0.5wt%。

所述耐低温增韧尼龙材料的制备工艺如下：

首先将尼龙66树脂、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、聚酰胺弹性体、硅油及抗氧剂加入高速混合机中，搅拌均匀，然后将混合料由精密的喂料器加入双螺杆挤出机，挤出后冷却、干燥、切粒。

实施例4

本实施例的耐低温增韧尼龙材料，其组成及各组成的重量百分比如下：尼龙66树脂50wt%，尼龙6树脂24wt%，马来酸酐接枝聚烯烃弹性体20wt%，聚酰胺弹性体5wt%，硅油0.5wt%，抗氧剂0.5wt%。

所述耐低温增韧尼龙材料的制备工艺如下：

首先将尼龙66树脂、尼龙6树脂、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、聚酰胺弹性体、硅油及抗氧剂加入高速混合机中，搅拌均匀，然后将混合料由精密的喂料器加入双螺杆挤出机，挤出后冷却、干燥、切粒。

实施例5

本实施例的耐低温增韧尼龙材料，其组成及各组成的重量百分比如下：尼龙6树脂76wt%，马来酸酐接枝三元乙丙橡胶13wt%，聚酰胺弹性体15wt%，硅油0.5wt%，抗氧剂0.5wt%。

所述耐低温增韧尼龙材料的制备工艺如下：

首先将尼龙6树脂、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、聚酰胺弹性体、硅油及抗氧剂加入高速混合机中，搅拌均匀，然后将混合料由精密的喂料器加入双螺杆挤出机，挤出后冷却、干燥、切粒。

对比例1

本对比例的耐低温增韧尼龙材料，其组成及各组成的重量百分比如下：尼龙6树脂84.5wt%，马来酸酐接枝聚烯烃弹性体15wt%，抗氧剂0.5wt%。

所述耐低温增韧尼龙材料的制备工艺如下：

首先将尼龙6树脂、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、抗氧剂加入高速混合机中，搅拌均匀，然后将混合料由精密的喂料器加入双螺杆挤出机，挤出后冷却、干燥、切粒。

对比例2

本对比例的耐低温增韧尼龙材料，其组成及各组成的重量百分比如下：尼龙66树脂50wt%、PA6树脂29.5wt%、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶20wt%，抗氧剂0.5wt%。

所述耐低温增韧尼龙材料的制备工艺如下：

首先将尼龙66树脂、PA6树脂、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、抗氧剂加入高速混合机中，搅拌均匀，然后将混合料由精密的喂料器加入双螺杆挤出机，挤出后冷却、干燥、切粒。

将实施例1-6及对比例1-2得到的产品进行以下力学性能测试：

将制备好的粒料放入鼓风烘箱中，在120℃条件下烘6小时后，在注射成型机中注塑成型标准试样。加工条件为：一区温度260℃，二区温度250℃，三区温度250℃，四区温度240℃，压力为45MPa，速度为45mm/s，模具温度80℃。

拉伸性能测试按标准ISO527-2进行，试样尺寸为150×10×4mm，拉伸速度为50mm/min；简支梁缺口冲击强度按ISO179/1eA进行，试样尺寸为80×10×4mm，缺口深度为2mm；

材料的性能通过测试得到的断裂伸长率、缺口冲击强度的数值进行评判，具体数据如下表1所示：

表1各实施例及对比例测试结果

由表1结果可以看出，添加辅助增韧剂后得到的耐低温增韧尼龙材料，其低温断裂伸长率、低温缺口冲击强度均较对比例有较大提高，展现出优异的低温延展性及韧性。

以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的原理下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种耐低温增韧尼龙复合材料，其特征在于，由以下以质量分数计的原料制成：

2.如权利要求1所述的耐低温增韧尼龙复合材料，其特征在于，所述的尼龙树脂为尼龙6、尼龙66或两者的混合物。

3.如权利要求1所述的耐低温增韧尼龙复合材料，其特征在于，所述的增韧剂所述为马来酸酐接枝聚合物。

4.如权利要求3所述的耐低温增韧尼龙复合材料，其特征在于，所述马来酸酐接枝聚合物选自马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯与马来酸酐接枝聚烯烃弹性体的混合物或马来酸酐接枝聚乙烯与马来酸酐接枝三元乙丙橡胶的混合物。

5.如权利要求1所述的耐低温增韧尼龙复合材料，其特征在于，所述的辅助增韧剂A为聚酰胺弹性体。

6.如权利要求1所述的耐低温增韧尼龙复合材料，其特征在于，所述的辅助增韧剂B为硅油。

7.如权利要求1所述的耐低温增韧尼龙复合材料，其特征在于，所述的其它添加剂为抗氧剂、光稳定、润滑剂、脱模剂、抗静电剂、染料和颜料中的一种或几种。

8.权利要求1-7任意一项所述的耐低温增韧尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

第一步：将尼龙树脂、增韧剂、辅助增韧剂A、辅助增韧剂B及其它添加剂加入高速混合机中，搅拌均匀；

第二步：将第一步得到的混合料由喂料器加入双螺杆挤出机，挤出后冷却、干燥、切粒。