CN104910617A - 一种防渗透阻燃尼龙复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防渗透阻燃尼龙复合材料及其制备方法，该复合材料由以下质量份的各组分组成：尼龙66 21-33份、尼龙1010 14-25份、三羟乙基异氰脲酸酯1-8份、乙撑双油酸酰胺12-19份、二异氰酸酯3-10份、苯乙烯-丙烯腈共聚物8-25份、聚乙烯蜡7-18份、碳酸镁1-9份、抗氧剂4-12份。本发明制得的复合材料具有良好的防渗透和阻燃的效果，可广泛应用于机动车燃油箱、燃油管路等领域。

Description

一种防渗透阻燃尼龙复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种防渗透阻燃尼龙复合材料及其制备方法。
背景技术
尼龙中的主要品种是尼龙6和尼龙66，其次是尼龙11、尼龙12、尼龙610、尼龙612、另外还有尼龙1010、尼龙46、尼龙7、尼龙9、尼龙13，新品种有尼龙6I、尼龙9T和特殊尼龙MXD6（阻隔性树脂）等。
尼龙具有无毒、质轻、优良的机械强度、耐磨性及较好的耐腐蚀性，因此广泛应用于代替铜等金属在机械、化工、仪表、汽车等工业中制造轴承、齿轮、泵叶及其他零件。
传统机动车的燃油箱、燃油管路等制品都是由金属制成的，由于金属加工的特殊性，成型较困难，且焊接缝处的强度也低，生产合格率较低。近年来，为了减轻机动车的重量以及降低成本，从金属材料到塑料树脂的转化已引起研究者的广泛兴趣。
然而燃油箱、燃油管路等制品在使用过程中燃油容易渗透，排放到大气中的燃油蒸发污染物多，产生较大的环境污染；同时当受到撞击与摩擦时容易产生火星，发生爆炸事故，对人们的安全极大的危害。
发明内容
为了克服以上现有技术的不足，本发明提供了一种防渗透阻燃尼龙复合材料及其制备方法，使得复合材料具有良好的防渗透和阻燃的效果，可广泛应用于机动车燃油箱、燃油管路等领域。
本发明采用的技术方案是：一种防渗透阻燃尼龙复合材料，由以下质量份的各组分组成：尼龙66 21-33份、尼龙1010 14-25份、三羟乙基异氰脲酸酯1-8份、乙撑双油酸酰胺12-19份、二异氰酸酯3-10份、苯乙烯-丙烯腈共聚物8-25份、聚乙烯蜡7-18份、碳酸镁1-9份、抗氧剂4-12份。
优选的，一种防渗透阻燃尼龙复合材料，由以下质量份的各组分组成：尼龙66 27-30份、尼龙1010 18-21份、三羟乙基异氰脲酸酯3-7份、乙撑双油酸酰胺14-17份、二异氰酸酯4-8份、苯乙烯-丙烯腈共聚物11-23份、聚乙烯蜡9-15份、碳酸镁3-8份、抗氧剂5-9份。
更优选的，一种防渗透阻燃尼龙复合材料，由以下质量份的各组分组成：尼龙66 28份、尼龙1010 19份、三羟乙基异氰脲酸酯6份、乙撑双油酸酰胺15份、二异氰酸酯6份、苯乙烯-丙烯腈共聚物17份、聚乙烯蜡13份、碳酸镁6份、抗氧剂6份。
上述抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚和/或二氢喹啉。
一种防渗透阻燃尼龙复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按上述质量份，将尼龙66、尼龙1010、三羟乙基异氰脲酸酯、乙撑双油酸酰胺、二异氰酸酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚乙烯蜡、碳酸镁和抗氧剂加入混合搅拌机中，在氮气保护下熔融混合，得到混合料；
（2）向步骤（1）所得混合料加入双螺杆挤出机内混炼，双螺杆挤出机的温度设定为190-220℃，转速设定为400-500r/min，混合料在双螺杆挤出机中的总停留时间为10-15min，将得到的物料挤出后冷却、切粒即得所述防渗透阻燃尼龙复合材料。
有益效果：本发明制得的防渗透阻燃尼龙复合材料通过组分之前的协同作用，使得复合材料具有良好的防渗透和阻燃的效果，其中阻燃性均为V-0级别，冲击强度在16.5-19.2KJ/M2之间，每24h燃油损失质量在0.71-1.07 g之间，可广泛应用于机动车燃油箱、燃油管路等领域。
具体实施方式
实施例1
一种防渗透阻燃尼龙复合材料，由以下质量份的各组分组成：尼龙66 21份、尼龙1010 14份、三羟乙基异氰脲酸酯1份、乙撑双油酸酰胺12份、二异氰酸酯3份、苯乙烯-丙烯腈共聚物8份、聚乙烯蜡7份、碳酸镁1份、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚4份。
制备方法：
（1）按上述质量份，将尼龙66、尼龙1010、三羟乙基异氰脲酸酯、乙撑双油酸酰胺、二异氰酸酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚乙烯蜡、碳酸镁和2，6-三级丁基-4-甲基苯酚加入混合搅拌机中，在氮气保护下熔融混合，得到混合料；
（2）向步骤（1）所得混合料加入双螺杆挤出机内混炼，双螺杆挤出机的温度设定为190℃，转速设定为400r/min，混合料在双螺杆挤出机中的总停留时间为10min，将得到的物料挤出后冷却、切粒即得所述防渗透阻燃尼龙复合材料。
实施例2
一种防渗透阻燃尼龙复合材料，由以下质量份的各组分组成：尼龙66 33份、尼龙1010 25份、三羟乙基异氰脲酸酯8份、乙撑双油酸酰胺19份、二异氰酸酯10份、苯乙烯-丙烯腈共聚物25份、聚乙烯蜡18份、碳酸镁9份、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚12份。
制备方法：
（1）按上述质量份，将尼龙66、尼龙1010、三羟乙基异氰脲酸酯、乙撑双油酸酰胺、二异氰酸酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚乙烯蜡、碳酸镁和2，6-三级丁基-4-甲基苯酚加入混合搅拌机中，在氮气保护下熔融混合，得到混合料；
（2）向步骤（1）所得混合料加入双螺杆挤出机内混炼，双螺杆挤出机的温度设定为220℃，转速设定为500r/min，混合料在双螺杆挤出机中的总停留时间为15min，将得到的物料挤出后冷却、切粒即得所述防渗透阻燃尼龙复合材料。
实施例3
一种防渗透阻燃尼龙复合材料，由以下质量份的各组分组成：尼龙66 27份、尼龙1010 18份、三羟乙基异氰脲酸酯3份、乙撑双油酸酰胺14份、二异氰酸酯4份、苯乙烯-丙烯腈共聚物11份、聚乙烯蜡9份、碳酸镁3份、二氢喹啉5份。
制备方法：
（1）按上述质量份，将尼龙66、尼龙1010、三羟乙基异氰脲酸酯、乙撑双油酸酰胺、二异氰酸酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚乙烯蜡、碳酸镁和二氢喹啉加入混合搅拌机中，在氮气保护下熔融混合，得到混合料；
（2）向步骤（1）所得混合料加入双螺杆挤出机内混炼，双螺杆挤出机的温度设定为200℃，转速设定为450r/min，混合料在双螺杆挤出机中的总停留时间为12min，将得到的物料挤出后冷却、切粒即得所述防渗透阻燃尼龙复合材料。
实施例4
一种防渗透阻燃尼龙复合材料，由以下质量份的各组分组成：尼龙66 30份、尼龙1010 21份、三羟乙基异氰脲酸酯7份、乙撑双油酸酰胺17份、二异氰酸酯8份、苯乙烯-丙烯腈共聚物23份、聚乙烯蜡15份、碳酸镁8份、二氢喹啉9份。
制备方法：
（1）按上述质量份，将尼龙66、尼龙1010、三羟乙基异氰脲酸酯、乙撑双油酸酰胺、二异氰酸酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚乙烯蜡、碳酸镁和二氢喹啉加入混合搅拌机中，在氮气保护下熔融混合，得到混合料；
（2）向步骤（1）所得混合料加入双螺杆挤出机内混炼，双螺杆挤出机的温度设定为210℃，转速设定为450r/min，混合料在双螺杆挤出机中的总停留时间为14min，将得到的物料挤出后冷却、切粒即得所述防渗透阻燃尼龙复合材料。
实施例5
一种防渗透阻燃尼龙复合材料，由以下质量份的各组分组成：尼龙66 28份、尼龙1010 19份、三羟乙基异氰脲酸酯6份、乙撑双油酸酰胺15份、二异氰酸酯6份、苯乙烯-丙烯腈共聚物17份、聚乙烯蜡13份、碳酸镁6份、二氢喹啉2份、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚4份。
制备方法：
（1）按上述质量份，将尼龙66、尼龙1010、三羟乙基异氰脲酸酯、乙撑双油酸酰胺、二异氰酸酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚乙烯蜡、碳酸镁、二氢喹啉和2，6-三级丁基-4-甲基苯酚加入混合搅拌机中，在氮气保护下熔融混合，得到混合料；
（2）向步骤（1）所得混合料加入双螺杆挤出机内混炼，双螺杆挤出机的温度设定为200℃，转速设定为450r/min，混合料在双螺杆挤出机中的总停留时间为13min，将得到的物料挤出后冷却、切粒即得所述防渗透阻燃尼龙复合材料。
对比例1
与实施例5的区别是未添加二氢喹啉和2，6-三级丁基-4-甲基苯酚。
一种防渗透阻燃尼龙复合材料，由以下质量份的各组分组成：尼龙66 28份、尼龙1010 19份、三羟乙基异氰脲酸酯6份、乙撑双油酸酰胺15份、二异氰酸酯6份、苯乙烯-丙烯腈共聚物17份、聚乙烯蜡13份、碳酸镁6份。
制备方法：
（1）按上述质量份，将尼龙66、尼龙1010、三羟乙基异氰脲酸酯、乙撑双油酸酰胺、二异氰酸酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚乙烯蜡和碳酸镁加入混合搅拌机中，在氮气保护下熔融混合，得到混合料；
（2）向步骤（1）所得混合料加入双螺杆挤出机内混炼，双螺杆挤出机的温度设定为200℃，转速设定为450r/min，混合料在双螺杆挤出机中的总停留时间为13min，将得到的物料挤出后冷却、切粒即得所述防渗透阻燃尼龙复合材料。
对比例2
与实施例5的区别是未添加聚乙烯蜡。
一种防渗透阻燃尼龙复合材料，由以下质量份的各组分组成：尼龙66 28份、尼龙1010 19份、三羟乙基异氰脲酸酯6份、乙撑双油酸酰胺15份、二异氰酸酯6份、苯乙烯-丙烯腈共聚物17份、碳酸镁6份、二氢喹啉2份、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚4份。
制备方法：
（1）按上述质量份，将尼龙66、尼龙1010、三羟乙基异氰脲酸酯、乙撑双油酸酰胺、二异氰酸酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、碳酸镁、二氢喹啉和2，6-三级丁基-4-甲基苯酚加入混合搅拌机中，在氮气保护下熔融混合，得到混合料；
（2）向步骤（1）所得混合料加入双螺杆挤出机内混炼，双螺杆挤出机的温度设定为200℃，转速设定为450r/min，混合料在双螺杆挤出机中的总停留时间为13min，将得到的物料挤出后冷却、切粒即得所述防渗透阻燃尼龙复合材料。
性能测试：
实施例1-5和对比例1-2制得的复合材料性能测试结果如下表所示：
  实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1 对比例2
阻燃性 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-1 V-0
冲击强度(KJ/M2 ) 16.5 17.3 16.9 18.5 19.2 13.2 10.8
每24h燃油损失质量（g） 1.07 1.01 0.92 0.84 0.71 5.17 3.12
从上表中可以看出：对比例1中未添加二氢喹啉和2，6-三级丁基-4-甲基苯酚，导致复合材料的阻燃性能下降，每24h燃油损失质量增加，同时冲击强度也有所下降；对比例2中未添加聚乙烯蜡，导致复合材料的每24h燃油损失质量增加，冲击强度下降。
本发明制得的防渗透阻燃尼龙复合材料通过组分之前的协同作用，使得复合材料具有良好的防渗透和阻燃的效果，其中阻燃性均为V-0级别，冲击强度在16.5-19.2KJ/M2之间，每24h燃油损失质量在0.71-1.07 g之间，可广泛应用于机动车燃油箱、燃油管路等领域。

Claims (5)

1. 一种防渗透阻燃尼龙复合材料，其特征在于，由以下质量份的组分组成：尼龙66 21-33份、尼龙1010 14-25份、三羟乙基异氰脲酸酯1-8份、乙撑双油酸酰胺12-19份、二异氰酸酯3-10份、苯乙烯-丙烯腈共聚物8-25份、聚乙烯蜡7-18份、碳酸镁1-9份、抗氧剂4-12份。
2. 根据权利要求1所述的一种防渗透阻燃尼龙复合材料，其特征在于，由以下质量份的组分组成：尼龙66 27-30份、尼龙1010 18-21份、三羟乙基异氰脲酸酯3-7份、乙撑双油酸酰胺14-17份、二异氰酸酯4-8份、苯乙烯-丙烯腈共聚物11-23份、聚乙烯蜡9-15份、碳酸镁3-8份、抗氧剂5-9份。
3.根据权利要求1所述的一种防渗透阻燃尼龙复合材料，其特征在于，由以下质量份的组分组成：尼龙66 28份、尼龙1010 19份、三羟乙基异氰脲酸酯6份、乙撑双油酸酰胺15份、二异氰酸酯6份、苯乙烯-丙烯腈共聚物17份、聚乙烯蜡13份、碳酸镁6份、抗氧剂6份。
4. 根据权利要求1所述的一种防渗透阻燃尼龙复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚和/或二氢喹啉。
5.权利要求1至4任何一项所述的一种防渗透阻燃尼龙复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）按上述质量份，将尼龙66、尼龙1010、三羟乙基异氰脲酸酯、乙撑双油酸酰胺、二异氰酸酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚乙烯蜡、碳酸镁和抗氧剂加入混合搅拌机中，在氮气保护下熔融混合，得到混合料；
（2）向步骤（1）所得混合料加入双螺杆挤出机内混炼，双螺杆挤出机的温度设定为190-220℃，转速设定为400-500r/min，混合料在双螺杆挤出机中的总停留时间为10-15min，将得到的物料挤出后冷却、切粒即得所述防渗透阻燃尼龙复合材料。
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