CN103602062A - 一种pa66/asa合金材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PA66/ASA合金材料及其制备方法。该PA66/ASA合金材料按重量百分比包括如下组分：PA6630～70%、ASA28～52%、相容剂0.3～5%、交联剂1～8%、抗氧剂0.1～1%、润滑剂0.1～5%。本发明通过在PA66中掺杂吸水率低的组分ASA降低PA66的吸湿性，使得材料不易变形膨胀，增强材料的尺寸稳定性。同时，还通过在PA66/ASA合金材料中添加交联剂和相容剂，不仅有效防止ASA在高温条件下发生分解，并使得PA66与ASA两种聚合物间的相容性显著增大，从而形成稳定结构，提高其相容性能。

Description

一种PA66/ASA合金材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种PA66/ASA合金材料及其制备方法。

背景技术

尼龙（PA）是五大工程塑料中产量最大、品种最多、应用领域最广的一种高分子材料。聚己二酰己二胺（PA66）具有优良的机械性能、耐磨性、自润滑性、耐腐蚀性、重量轻和环保无毒等优点，广泛地被应用于化工、汽车、建筑、机械、科研等多种行业。但PA66由于结构上除主链外支链为H和O，易和水形成氢键，因此具有极强的吸水性，导致在后续生产中材料的几何稳定性差，这样会严重影响PA66的经济价值。

现有技术中，改善PA66的尺寸稳定性有很多方法，比如填充一定的无机矿物或者是采用玻璃纤维增强，但是对于一些无需填充的材料，其尺寸稳定性只能通过一些合金的方式来改善其吸水性，从而增强产品的尺寸稳定性。目前市场上尼龙合金PA66/ABS、PA66/AS、PA66/PPO等材料都有相关报道，并且部分已经量产化，但是对于PA66/ASA合金材料却很少见，因此对此种合金的研究具有潜在的市场价值。

ASA树脂为苯乙烯-丙烯腈-丙烯酸酯三元共聚物，1968年由德国BASF公司实现工业化，主要用于户外产品，如汽车工程材料、建筑塑料制品、电器工程材料、运动材料、高速公路工程材料等，但是，该ASA树脂存在高温下稳定性差的缺陷。

因此，将上述吸水率低的ASA树脂掺杂到PA66中，需要解决两个问题：

（1）PA66树脂与ASA树脂不相容；

（2）ASA在高温条件下不稳定，易发生降解。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种尺寸稳定性强且相容性好的PA66/ASA合金材料。

本发明的另一目的是提供该PA66/ASA合金材料的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种PA66/ASA合金材料，按重量百分比包括如下组分：

以及，一种PA66/ASA合金材料的制备方法，包括以下步骤：

按照上述的PA66/ASA合金材料的配方称取各组分；

将上述PA66、交联剂、ASA、相容剂、抗氧剂以及润滑剂在中速混合器中进行混料处理，得混合物料；

将上述混合物料经过熔融挤出，造粒，获得PA66/ASA合金材料。

上述PA66/ASA合金材料通过在PA66中掺杂吸水率低的组分ASA降低PA66的吸湿性，使得材料不易变形膨胀，增强材料的尺寸稳定性。同时，还通过在PA66/ASA合金材料中添加交联剂和相容剂，不仅有效防止ASA在高温条件下发生分解，并使得PA66与ASA两种聚合物间的相容性显著增大，从而形成稳定结构，提高其相容性能。

上述PA66/ASA合金材料的制备方法只需通过采用上述合金材料的配方即可获得尺寸稳定性强且相容性好的PA66/ASA合金材料，提高其良品率。

附图说明

图1为本发明实施例PA66/ASA合金材料制备方法的工艺流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例与附图，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尺寸稳定性强且相容性好的PA66/ASA合金材料。该PA66/ASA合金材料，按重量百分比包括如下组分：

具体地，上述PA66/ASA合金材料通过在PA66中掺杂吸水率低的组分ASA降低PA66的吸湿性，使得材料不易膨胀，尺寸也不会发生变化，从而增强材料的尺寸稳定性。因此，PA66、ASA具有以下优选实施例：

作为优选实施例，上述基体组分PA66优选为树脂EPR27，其熔融指数为80～180g/10min(275℃/5KG)。具体地，该树脂EPR27可以选用神马树脂EPR27，其熔点为259～263℃。

作为另一优选实施例，上述ASA优选冲击强度大于200J/m的型号为LI912的ASA，在具体实施例中，ASA选用韩国LG产的LI912。该型号的ASA熔融指数好，有利于提高合金材料的相容性。

在进一步优选实施例中，上述基体组分PA66优选为树脂EPR27，其熔融指数为80～180g/10min(275℃/5KG)，且上述ASA优选冲击强度大于200J/m的型号为LI912的ASA。

上述相容剂优选为甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物（MBS）。在具体实施例中，MBS选自韩国LG的EM500A。该优选的相容剂具有典型的“核-壳”结构，不仅有利于提高PA66/ASA合金材料的抗冲击性和加工流动性，且这种“核-壳”结构使得MBS可作为单独的粒子均匀分散在基体中，因此有利于改善PA66和ASA两种聚合物间的相容性，进一步增强PA66/ASA合金材料内部相态的一致性，从而在促进PA66/ASA合金材料强度等性能得以提高的同时，也延长了该合金材料的使用寿命。

上述交联剂优选为含环氧活性基团的扩链剂。在具体实施例中，扩链剂选自为南通日之升的SAG005。该优选的扩链剂使得带有活跃的环氧基团的分子与热固性树脂PA66、ASA的端基产生交联反应而形成不熔且具有三维网状结构的高聚物，该高聚物在高温条件下稳定性强，不易发生降解，从而实现对ASA的保护，阻止ASA的降解，进一步提高PA66/ASA合金材料性能的稳定性能。

为防止材料因氧化老化而发生降解造成材料内部缺陷，上述实施例中添加抗氧剂。优选地，上述抗氧剂为1010。在具体实施例中，抗氧剂选自北京极易集团的1010。

为改善加工中材料的流动性和脱模性，防止材料在机内或模具内粘附而产生鱼眼等缺陷，以及为提高上述各组分在制备过程中如熔融挤出过程中的分散均匀性，上述实施例中加入润滑剂。在优选实施例中，润滑剂为TAF。在具体实施例中，该润滑剂选自河南有利凯玛产的TAF。

上述PA66/ASA合金材料通过在PA66中掺杂吸水率低的组分ASA降低PA66的吸湿性，使得材料不易膨胀，尺寸也不会发生变化，从而增强材料的尺寸稳定性。同时，还通过在PA66/ASA合金材料中添加交联剂和相容剂，不仅有效防止ASA在高温条件下发生分解，还使得PA66与ASA两种聚合物间的粘接力增大，从而形成稳定结构，提高其相容性能。

相应地，本发明实施例还提供上述PA66/ASA合金材料的制备方法，其工艺流程如图1所示。该方法包括以下步骤：

S01.称取PA66/ASA合金材料的组分：按上述PA66/ASA合金材料的配方称取各组分；

S02.将各组分进行混料处理：将步骤S01中称取的各组分进行混料处理，得混合物料；

S03.对混合物料进行熔融挤出处理：将混合物料经过熔融挤出，造粒，获得PA66/ASA合金材料。

上述步骤S02中，混料处理的时间优选为3-7分钟，其中，混料处理可以在中速混合器中进行，当然也可以采用其他混合器中进行，只要使得各组分均匀混合即可。

上述步骤S03中，熔融挤出的工艺参数优选为：一区温度为220-270℃，二区温度为220-270℃，三区温度为220-270℃，四区温度为220-270℃，混合料在螺杆中输送时间为1-2分钟。其中，熔融挤出所选用的挤出机优选为双螺杆挤出机。

通过上述PA66/ASA合金材料的制备方法即可获得尺寸稳定性强且相容性好的PA66/ASA合金材料，提高产品的良品率。

现以PA66/ASA合金材料的配方和制备方法为例，对本发明进行进一步详细说明。

下述所有实施例中PA66选自神马树脂EPR27，ASA选自韩国LG的LI912，相容剂选自韩国LG的MBS，扩联剂选自南通日之升的SAG005，抗氧剂选自北京极易集团的1010，润滑剂选自河南有利凯玛产的TAF。

实施例1～8

实施例1～8中各PA66/ASA合金材料按重量百分比的具体组分见下表1。

上述实施例1～8中各PA66/ASA合金材料的制备方法相同，均包括以下步骤：

S1.将上述实施例1～8中各PA66/ASA合金材料的全部组分分别按表1中的具体比例称取各组分；

S2.将上述干燥后的各组分在中速混合器中进行混料处理，得混合物料；

S3.将混合物料置于熔融温度为200-260℃的双螺杆挤出机中挤出，造粒。其中，各区段温度为：一区200℃，二区240℃，三区250℃，四区255℃，五区260℃，混合物料在螺杆中停留时间为90秒钟。

表1

性能测试：

将上述8个实施例制备得到的PA66/ASA合金材料在80-100℃的鼓风烘箱中干燥4-6小时，再将干燥的材料按照同样的注塑条件在80T注塑机上制备测试样条，具体的注塑条件为，注塑温度：220-250℃，注塑压力：40-60Mpa，注塑速度：70-100m³/s，模具温度：70-100℃。具体的物理性能检测项目如下：

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；

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。

上述实施例1～8制备的PA66/ASA合金材料的性能测试结果见上表1。

从材料的机械性能来看，由上表1可得出以下结论：

（1）如对比实施例1和4所示，无论PA66与ASA的互配比例是多少，没有添加相容剂和交联剂的PA66/ASA合金材料的性能，尤其是其冲击强度以及弯曲模量，非常差；

（2）当只添加相容剂（见对比实施例2和5）或是交联剂（见对比实施例3和6）时，PA66/ASA合金材料的性能有改善但并不显著，即只加SAG005交联剂时，虽可防止ASA在高温下降解为小分子，但其与PA66相容性非常差，很难实现两种材料相容，也就无法达到合金的理想性能；当只加相容剂，虽可改善两种材料的相容性，但ASA在高温下挤出成型易降解产生小分子，导致合金的整体性能不理想；

（3）当既添加相容剂又加入交联剂（见实施例1和2）时，PA66/ASA合金材料的性能达到最优，尤其当PA66的比例在65%左右时，合金整体性能最佳。

综上可知，通过在PA66中加入吸水率低的ASA，同时添加相容剂和交联剂，不仅使得合成的PA66/ASA合金材料的吸水性得以改善，尺寸稳定性进一步提高，也显著增强PA66和ASA的两相相容性，从而改善了PA66/ASA合金的整体性能。

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 (10)

1.一种PA66/ASA合金材料，按重量百分比包括如下组分：

2.根据权利要求1所述的PA66/ASA合金材料，其特征在于，所述相容剂为甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物。

3.根据权利要求2所述的PA66/ASA合金材料，其特征在于，所述甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物为EM500A。

4.根据权利要求1～3任一项所述的PA66/ASA合金材料，其特征在于，所述交联剂为含环氧活性基团的扩链剂。

5.根据权利要求1～3任一项所述的PA66/ASA合金材料，其特征在于，所述扩链剂为SAG005。

6.根据权利要求1～3任一项所述的PA66/ASA合金材料，其特征在于，所述PA66为EPR27，其熔融指数为80～180g/10min(275℃/5KG)。

7.根据权利要求1～3任一项所述的PA66/ASA合金材料，其特征在于，所述ASA为LI912，其冲击强度大于200J/m。

8.根据权利要求1～3任一项所述的PA66/ASA合金材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010，所述润滑剂为TAF。

9.一种PA66/ASA合金材料的制备方法，包括以下步骤：

按权利要求1～8任一所述的PA66/ASA合金材料的配方称取各组分；

将所述PA66、交联剂、ASA、相容剂、抗氧剂以及润滑剂进行混料处理，得混合物料；

将所述混合物料经过熔融挤出，造粒，获得PA66/ASA合金材料。

10.根据权利要求9所述的PC材料的制备方法，其特征在于，所述熔融挤出的工艺参数为：一区温度为220-270℃，二区温度为220-270℃，三区温度为220-270℃，四区温度为220-270℃，混合料在螺杆中输送时间为1-2分钟。

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