CN104629354B - 一种尼龙用成核润滑剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种尼龙用成核润滑剂，由一种或多种结构如式(I)所示的组分A和一种或多种脂肪羧酸盐组分B组成。式(I)中，R1、R2为C8～C45的直链或支链烷烃。本发明还公开了该成核润滑剂的制备方法。本发明所提供的成核润滑剂既可以对尼龙有较好的成核作用，又能在尼龙加工过程中有良好的脱模作用，而且对制品透明性和表面光泽度无影响，制备工艺简单，成本低。

Description

一种尼龙用成核润滑剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于塑料助剂领域，具体涉及到一种尼龙用成核润滑剂。
背景技术：
在尼龙注塑制品的生产过程中，普遍存在结晶速度较慢、脱膜困难、尺寸稳定性差等问题，为此，一般添加成核剂，用来加快尼龙的结晶速率，通过成核剂改性的尼龙产品即缩短了成型周期、其脱模性能和尺寸稳定性亦得到了有效改善。
现有尼龙成核剂分为无机成核剂、有机成核剂和高分子成核剂。无机成核剂使用效果较差，对尼龙制品的透明性和表面光泽度有影响，单独应用较少；有机成核剂用量少，且成核效果明显，添加此类成核剂后尼龙的拉伸、弯曲强度有所增加,热变形温度有明显提升，如市场上德国布吕格曼推出的有机和无机复合成核剂Bruggolen P22，德国Clariant公司推出的成核剂Licomont CaV102，但是由于其合成完成后，都需要进行气流粉碎或湿磨工艺，才能达到成核剂的细度要求，因此，制造工艺较复杂，价格颇高，限制了其使用。专利(CN103958594)提供了一种高分子成核剂组合物，其由a)乙烯-丙烯酸离聚物,其选自乙烯-丙烯酸钙离聚物和乙烯-丙烯酸锌离聚物及其组合；b)滑石粉；和c)乙烯-丙烯酸共聚物组成，由于组合物中存在滑石粉，对制品的透明度有影响，因此，也限制了其使用。
发明内容：
为解决上述问题，本发明提供了一种尼龙用成核润滑剂，其既可以对尼龙有较好的成核作用，又能在尼龙加工过程中有良好的脱模作用，而且对制品透明性和表面光泽度无影响。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种尼龙用成核润滑剂，由一种或多种结构如式(I)所示的组分A和一种或多种脂肪羧酸盐组分B组成，其中，组分A的重量百分比为50％～95％，组分B的重量百分比为5～50％，
式(I)中，R1、R2为C8～C45的直链或支链烷烃，
组分B为一种或多种C8～C45脂肪酸与金属离子形成的羧酸盐。
作为上述技术方案的优选，所述组分A的结构式中，R1、R2为C12～C30的直链或支链烷烃，优选为C16～C30的直链或支链烷烃。
作为上述技术方案的优选，组分A的重量百分比为60％～80％，组分B的重量百分比为20～40％，更优选的，组分A的重量百分比为65％～75％，组分B的重量百分比为25％～35％。
作为上述技术方案的优选，所述脂肪酸为与组分A中R1或R2一致的一种或多种脂肪酸，金属离子具有1-3的化合价，并特别包括元素周期表的第IA、IB、IIA、IIB、IVA和VIII族。
作为上述技术方案的优选，金属离子为锂、钠、钾、钙、镁、锌、铅、铁、铜、锡，优选为锂、钠、钙、锌、钾。
为更好的解决上述问题，本发明还提供了该成核润滑剂的制备方法，包括以下步骤：
将如式(II)所示的一种或多种脂肪酸酰胺与式(III)所示的一种或多种脂肪酸、催化剂加入到反应釜中，抽真空至-0.096～-0.1MPa，升温到200～230℃,反应至酸值小于5mgKOH/g为止，然后用冷却水降温到80～100℃，经过压力喷雾冷却塔进行喷雾造粒，得到微珠型颗粒成品；
作为上述技术方案的优选，所述催化剂为权利要求5所述金属离子形成的氢氧化物或碳酸盐或有机酸盐。
作为上述技术方案的优选，所述脂肪酸酰胺为椰油酰胺、硬脂酸酰胺、山嵛酸酰胺中的一种。
作为上述技术方案的优选，所述脂肪酸为月桂酸、椰油酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、山嵛酸中的一种。
作为上述技术方案的优选，脂肪酸酰胺：脂肪酸：催化剂的摩尔比为1:1.5～2.0:0.2～1.02。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明采用了原位合成技术，将组分A视为成核剂的溶剂，组分B分散于组分A中。在合成组分A的同时，合成组分B，从而使得组分B均匀的分散在组分A中；
(2)本发明合成的组分B粒径小于5μm，得到的晶核数量较多，而且成核速度快，从而可以促进尼龙的成核；此外，组分B在尼龙中的分散性好，使得尼龙的成核效果也越好；
(3)本发明提供的成核润滑剂还可以在尼龙加工过程中有良好的脱模作用，且对制品的外观性能和机械性能无影响，制备工艺简单，成本低。
具体实施方式：
为更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
在三口烧瓶中，加入266g硬脂酸酰胺，467g硬脂酸，32g氢氧化钠，升温熔融，并升温到200℃，于-0.096～-0.1Mpa的真空压力下减压反应3h，然后检测酸值小于5mgKOH/g为止，降温到90℃，经过压力喷雾冷却塔进行喷雾造粒，得到微珠型颗粒成品。
实施例2
在三口烧瓶中，加入266g硬脂酸酰胺，267g硬脂酸，150g山嵛酸，17g氢氧化钙，升温熔融，并升温到230℃，于-0.096～-0.1Mpa的真空压力下减压反应3h，然后检测酸值小于5mgKOH/g为止，降温到95℃，经过压力喷雾冷却塔进行喷雾造粒，得到微珠型颗粒成品。
实施例3
在三口烧瓶中，加入134g硬脂酸酰胺、170g芥酸酰胺，550g硬脂酸，42g氢氧化钠，升温熔融后，并升温到220℃，于-0.096～-0.1Mpa的真空压力下减压反应3h，然后检测酸值小于5mgKOH/g为止，降温到100℃，经过压力喷雾冷却塔进行喷雾造粒，得到微珠型颗粒成品。
实施例4
在三口烧瓶中，加入134g硬脂酸酰胺、170g芥酸酰胺，250g硬脂酸，250g芥酸，19g氢氧化钙，升温熔融后，并升温到230℃，于-0.096～-0.1Mpa的真空压力下减压反应3h，然后检测酸值小于5mgKOH/g为止，降温到100℃，经过压力喷雾冷却塔进行喷雾造粒，得到微珠型颗粒成品。
下面通过应用实施例对本发明提供的成核润滑剂进一步说明。其中，对比例1所述成核剂是由科莱恩的Licomont CaV102与润滑剂EBS(乙撑双硬脂酸酰胺)按1：2混合制成；对比例2所述成核剂是由德国布吕格曼Bruggolen P22与润滑剂EBS按1：2混合制成。
应用实施例1
将空白PA6、实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、对比例1、对比例2的成核剂按照PA6(注塑级，广东新会美达M2500)重量的1.0％添加量用双螺杆挤出机挤出造粒，干燥，加工温度250℃，螺杆转速200rpm。所得样品的结晶行为用DSC表征。结果如表1。
上述所述的DSC测试过程如下：
在氮气条件下以10℃/min的升温速度升温至280℃，恒温3min,然后以10℃/min降温至40℃，然后再以10℃/min的升温速度升温至280℃，记录降温曲线和第二次升温曲线。
将挤出粒子于100℃干燥4小时，在注塑机中加工成标准测试样条。按照ASTM D638测试标准进行拉伸性能测试；按照ASTM D790测试标准进行弯曲性能测试；按照ASTM D256测试标准进行Izod缺口冲击强度测试；按照ASTM D648测试标准(标准试片为127×13×3mm，置放0.455MPa负载、以2℃/min条件升温直到变形量为0.25mm时的温度)进行热变形温度测试，测试结果如表1。
表1不同成核剂对PA6的结晶性能和机械性能的影响
从表1可以看出，实施例1、实施例2、实施例3、实施例4比空白PA6的结晶温度、拉伸强度、缺口冲击强度、热变形温度都有明显提高，说明成核效果较明显。
应用实施例2
将应用实施例1中挤出粒子于100℃干燥4小时，然后在注塑机中进行注塑成壁厚小于1mm具有8口模的接插件，不断地减少冷却时间，直到顶针顶破，不能自由脱模为止，记录脱模冷却时间，测试结果见表2。
表2不同成核润滑剂对PA6脱模效果的影响
从表2可以得出，本发明的成核润滑剂具有良好的脱模效果。

Claims (7)

1.一种尼龙用成核润滑剂，其特征在于，由一种或多种结构如式(I)所示的组分A和一种或多种脂肪羧酸盐组分B组成，其中，组分A的重量百分比为50％～95％，组分B的重量百分比为5～50％，
组分A是由脂肪酰胺与脂肪酸反应制得，
所述脂肪酸酰胺为椰油酰胺、硬脂酸酰胺或山嵛酸酰胺；
所述脂肪酸为硬脂酸、椰油酸、山嵛酸、月桂酸、肉豆蔻酸或棕榈酸；
组分B为硬脂酸、山嵛酸、椰油酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸中的一种或多种与金属离子形成的羧酸盐，组分B的粒径小于5μm。
2.如权利要求1所述的一种尼龙用成核润滑剂，其特征在于，组分A的重量百分比为60％～80％，组分B的重量百分比为20～40％。
3.如权利要求2所述的一种尼龙用成核润滑剂，其特征在于，组分A的重量百分比为65％～75％，组分B的重量百分比为25％～35％。
4.如权利要求1所述的一种尼龙用成核润滑剂，其特征在于，金属离子具有1-3的化合价，所述金属位于元素周期表的第IA、IB、IIA、IIB、IVA和VIII族。
5.如权利要求4所述的一种尼龙用成核润滑剂，其特征在于，金属离子为锂、钠、钾、钙、镁、锌、铅、铁、铜、锡。
6.如权利要求5所述的一种尼龙用成核润滑剂，其特征在于，金属离子为锂、钠、钙、锌、钾。
7.如权利要求1至6任一所述的一种尼龙用成核润滑剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将如式(II)所示的一种或多种脂肪酸酰胺与式(III)所示的一种或多种脂肪酸、催化剂加入到反应釜中，抽真空至-0.096～-0.1MPa，升温到200～230℃,反应至酸值小于5mgKOH/g为止，然后用冷却水降温到80～100℃，经过压力喷雾冷却塔进行喷雾造粒，得到微珠型颗粒成品；
其中，所述催化剂为锂、钠、钾、钙、镁、锌、铅、铁、铜、锡形成的氢氧化物或碳酸盐或有机酸盐；
所述物料的配比为：脂肪酸酰胺：脂肪酸：催化剂的摩尔比为1:1.5～2.0:0.2～1.02。
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