CN103554898A - 一种聚酰胺组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种聚酰胺组合物，属于聚酰胺领域。解决现有的PA/ABS合金产品强度和韧性不能同时提高的问题。该聚酰胺组合物按照重量百分比计包括如下组分：聚酰胺55-65％，官能化ABS增韧剂5-10％，玻璃纤维25-40％。本发明所述的官能化ABS增韧剂中橡胶相与玻璃纤维分散于PA基体树脂中，官能化ABS中的GMA能与PA中端基反应，提高界面粘结力，并且对玻璃纤维与PA基体的界面粘接具有促进作用，提高了玻璃纤维的界面粘接力，从而制得的聚酰胺组合物具有较高的强度和韧性，本发明的聚酰胺组合物的冲击强度≥120J/m，断裂伸长率≥3％，拉伸强度≥85MPa，弯曲强度≥5.5GPa。

Description

一种聚酰胺组合物
技术领域
本发明属于聚酰胺领域，具体涉及一种聚酰胺组合物。
技术背景
聚酰胺（PA）是一类性能优异的工程塑料，具有较好的机械性能和耐热稳定性，但是PA的韧性和耐冲击性与温度和吸湿有很大的依赖关系，在低温及含湿量低时抗冲击强度较低，使其用途受到很大限制，而PA合金材料更能适应高性能的要求。采用PA与ABS共混改性是克服PA上述缺陷有效途径之一。PA/ABS合金的制备早在20世纪60年代就有专利报道，但直到80年代，美国Borg Warner公司研究开发的Elemid系列合金成功应用于汽车外板，该类合金材料的工业化开发与应用才逐步展开。
PA/ABS合金产品与PA相比具有较高的热变形温度、冲击韧性、耐化学药品性等。其中PA是一种半结晶性极性高分子材料，ABS的基体树脂苯乙烯-丙烯腈共聚物（SAN）为无定型聚合物，二者为热力学不相容体系。制备PA/ABS合金的关键技术在于如何提高PA与SAN树脂之间的相容性。其中最常用的方法是加入第三组分聚合物，其中苯乙烯/马来酸酐（SMA）共聚物最为常见，这种聚合物一方面与ABS中的苯乙烯-丙烯腈（SAN）共聚物相容，另一方面可以与PA的端羧基/胺基反应，从而达到增容目的。但是这种方法所得合金材料具有多界面特征，应力在界面间传递容易受到影响，同时由橡胶相形变所诱发的基体中能量消耗也受限于界面性能的连续性，这会导致合金材料力学性能不高且不稳定。而总结玻璃纤维对PA树脂的增强研究可以看到，共混物的强度虽然有明显的提高，但是其韧性的增加并不明显。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的PA/ABS合金产品强度和韧性不能同时提高的问题，而提供一种聚酰胺组合物。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种聚酰胺组合物，按照重量百分比计包括如下组分：
聚酰胺                 55-65％
官能化ABS增韧剂        5-10％
玻璃纤维               25-40％。
优选的是，所述的一种聚酰胺组合物，按照重量百分比计包括如下组分：
聚酰胺                  57-60％
官能化ABS增韧剂         8-10％
玻璃纤维                30-35％。
优选的是，所述的聚酰胺包括尼龙6、尼龙66或尼龙1010。
优选的是，所述的官能化ABS增韧剂的粒径为200-360nm。
优选的是，所述的官能化ABS增韧剂中橡胶相重量比为50％-80％。
优选的是，所述的橡胶相由聚丁二烯（PB）组成。
优选的是，所述的官能化ABS增韧剂的壳层由苯乙烯（St）、丙烯腈（AN）和甲基丙烯酸环氧丙酯（GMA）组成。
优选的是，所述的苯乙烯、丙烯腈和甲基丙烯酸环氧丙酯质量百分比为73：24：3。
本发明的有益效果
本发明提供一种聚酰胺组合物，按照重量百分比计包括如下组分：聚酰胺（PA）55-65％，官能化ABS增韧剂5-10％，玻璃纤维25-40％。本发明中的聚酰胺、官能化ABS增韧剂与玻璃纤维都可能以微观状态下的单独、可分辨的物相存在，因此至少可形成三个物相。其中橡胶相与玻璃纤维分散于PA基体树脂中，官能化ABS中的GMA能与PA中端基反应，提高界面粘结力，并且对玻璃纤维与PA基体的界面粘接具有促进作用，提高了玻璃纤维的界面粘接力，从而制得的聚酰胺组合物具有较高的强度和韧性，实验结果表明：本发明的聚酰胺组合物的冲击强度≥120J/m，断裂伸长率≥3％，拉伸强度≥85MPa，弯曲强度≥5.5GPa。
具体实施方式
为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。
本发明提供一种聚酰胺组合物，按照重量百分比计包括如下组分：
聚酰胺（PA）55-65％，官能化ABS增韧剂5-10％，玻璃纤维25-40％。优选为：聚酰胺57-60％，官能化ABS增韧剂8-10％，玻璃纤维30-35％。
本发明所述的聚酰胺优选包括尼龙6（PA6）、尼龙66(PA66)或尼龙1010(PA1010)。
本发明所述的玻璃纤维没有特殊限制，优选为玻璃长纤维。
本发明所述的官能化ABS增韧剂为核壳结构，其粒径优选在200-360nm之间，其橡胶相占官能化ABS改性剂的重量比为50％-80％，橡胶相由聚丁二烯（PB）组成。增韧剂的壳层由苯乙烯（St）、丙烯腈（AN）和甲基丙烯酸环氧丙酯（GMA）组成，其中苯乙烯、丙烯腈和甲基丙烯酸环氧丙酯质量百分比为73：24：3。
本发明所述的官能化ABS增韧剂的制备方法：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0.5～1h，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。
本发明的一种聚酰胺组合物的制备方法，将干燥后的聚酰胺粒状物料，干燥的官能化ABS增韧剂粉状物料置于高搅机中混匀，形成预混料，然后将预混料与玻璃纤维同时加入同向双螺杆挤出机中反应，即得到一种聚酰胺组合物。所述的螺杆转速为450-500转/分钟，从进料口到模头的各反应段反应温度分别为200℃、215℃、245℃、255℃、250℃、260℃、260℃、260℃、255℃。
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步详细的描述。
实施例1
将60重量份干燥后的PA6粒状物料，10重量份的干燥官能化ABS增韧剂粉状物料置于高搅机中混匀，其中官能化ABS改性剂的核壳比为70/30，橡胶相为PB，壳层为St、AN和GMA的共聚物，其重量比为73/24/3。将预混料与30重量份的玻璃纤维一同加入同向双螺杆挤出机中反应，即得到一种聚酰胺组合物，所述的螺杆转速为450转/分钟，从进料口到模头的各反应段反应温度分别为200℃、215℃、245℃、255℃、250℃、260℃、260℃、260℃、255℃。
采用注射成型方法在240-255℃条件下制成拉伸与冲击样条，其力学性能测试结果如表1所示。
实施例2
按实施例1的各步骤与条件，只改变PA6的重量份数为57，官能化ABS增韧剂重量份数为8，玻璃纤维重量份数为35，其性能见表1。
实施例3
按实施例1的各步骤与条件，只改变PA6的重量份数为65，官能化ABS增韧剂重量份数为10，玻璃纤维重量份数为40，其性能见表1。
实施例4
按实施例1的各步骤与条件，只改变PA6的重量份数为55，官能化ABS增韧剂重量份数为8，玻璃纤维重量份数为37，其性能见表1。
实施例5
按实施例1的各步骤与条件，只改变PA6的重量份数为55，官能化ABS增韧剂重量份数为8，玻璃纤维重量份数为37，其性能见表1。
表1
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种聚酰胺组合物，其特征在于，按照重量百分比计包括如下组分：
聚酰胺                  55-65％
官能化ABS增韧剂         5-10％
玻璃纤维                25-40％。
2.根据权利要求1所述的一种聚酰胺组合物，其特征在于，所述的一种聚酰胺组合物，按照重量百分比计包括如下组分：
聚酰胺                  57-60％
官能化ABS增韧剂         8-10％
玻璃纤维                30-35％。
3.根据权利要求1-2任何一项所述的一种聚酰胺组合物，其特征在于，所述的聚酰胺包括尼龙6、尼龙66或尼龙1010。
4.根据权利要求1-2任何一项所述的一种聚酰胺组合物，其特征在于，所述的官能化ABS增韧剂的粒径为200-360nm。
5.根据权利要求1-2任何一项所述的一种聚酰胺组合物，其特征在于，所述的官能化ABS增韧剂中橡胶相重量比为50％-80％。
6.根据权利要求5所述的一种聚酰胺组合物，其特征在于，所述的橡胶相为聚丁二烯。
7.根据权利要求1-2任何一项所述的一种聚酰胺组合物，其特征在于，所述的官能化ABS增韧剂的壳层由苯乙烯、丙烯腈和甲基丙烯酸环氧丙酯组成。
8.根据权利要求7所述的一种聚酰胺组合物，其特征在于，所述的苯乙烯、丙烯腈和甲基丙烯酸环氧丙酯质量百分比为73：24：3。
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