CN104927349B - 一种包装绳用pa复合材料的制备方法 - Google Patents

一种包装绳用pa复合材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种包装绳用PA复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将蓝晶石洗净后风干，与去离子水、玛瑙珠一起加入玛瑙罐中，置于球磨机中球磨，取出后用筛网过滤，得到蓝晶石粉料备用；(2)将蓝晶石粉料加入蒸馏水中，磁力搅拌制得蓝晶石悬浮浆，将十八烷基三甲基氯化铵加入，恒温水浴搅拌减压蒸馏，得到蓝晶石液备用；(3)将PA粒料溶于乙酸中，磁力搅拌制得PA溶液，将蓝晶石液加入，加热磁力搅拌烘干至恒重，得到混合料备用；(4)将PVDF、MMA、引发剂、混合料一起加入混合机混合，移至双螺杆挤出机中熔融、混炼、挤出、冷却、切粒，得到包装绳用PA复合材料。本发明制备出的复合材料具有很好的耐酸性，在酸性环境中可保持很好的性能。

Description

一种包装绳用PA复合材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种包装材料，特别是涉及一种包装绳用PA复合材料的制备方法。
背景技术：
PA是聚酰胺纤维英文名称为Polyamide的缩写，是分子主链上含有重复酰胺基团-[NHCO]-的热塑性树脂总称，包括脂肪族PA，脂肪-芳香族PA和芳香族PA。其中，脂肪族PA品种多，产量大，应用广泛，其命名由合成单体具体的碳原子数而定。PA具有良好的物理机械性能，包括优异的力学性能、耐热性、耐磨损性、自润滑性，以及易加工性。近十年来，作为工程塑料用PA的年均增长率约为8％，大量地被应用于汽车、电子电气、包装、机械、建筑等行业。其中，PA包装绳是人们日常生活中较为常见的一个重要应用。
公开号为CN104341773A、公开日为2015.02.11、申请人为董林祥的中国专利公开了“HPNC高性能改性尼龙缆绳材料制作工艺”，选用“壳-核”型共聚物冲击改性剂和高效反应型增容剂对尼龙6进行共混改性，并通过动态微交联反应挤出法加工工艺制成。所述共混改性的组份为：尼龙6占93.5～94％、“壳-核”型共聚物冲击改性剂占2.8～3.2％、高效反应型增容剂2.8～3.2％；所述加工工艺为：称重混和→反应共混挤出→切粒→包装。与传统的共混改性方法相比，该发明具有工艺简单、制作方便、成本低廉、环保清洁等优点，同时所获得的材料具有抗冲击性强、综合性能优越等显著特性，可应用于缆绳、包装绳等领域。不过，该材料存在一定的缺陷：其耐酸性尤其是耐强酸性较差，在酸性环境中会被酸腐蚀，导致其各项性能下降比较严重。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供一种包装绳用PA复合材料的制备方法，制备出的复合材料具有很好的耐酸性，在酸性环境中可保持很好的性能。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种包装绳用PA复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将蓝晶石洗净后风干，与去离子水、玛瑙珠一起加入玛瑙罐中，将玛瑙罐置于球磨机中球磨8小时，取出后用筛网过滤，得到蓝晶石粉料备用；
(2)将步骤(1)得到的蓝晶石粉料加入蒸馏水中，磁力搅拌30分钟后制得蓝晶石悬浮浆，将十八烷基三甲基氯化铵加入蓝晶石悬浮浆内，恒温水浴搅拌4小时后减压蒸馏至无氯离子检出，得到蓝晶石液备用；
(3)将PA粒料溶于乙酸中，磁力搅拌1小时制得PA溶液，将步骤(2)得到的蓝晶石液用蒸馏水超声分散30分钟后加入PA溶液，加热磁力搅拌6小时后置于真空干燥箱中烘干至恒重，得到混合料备用；
(4)将PVDF、MMA、引发剂、步骤(3)得到的混合料一起加入混合机混合12分钟，移至双螺杆挤出机中熔融、混炼、挤出、冷却、切粒，得到包装绳用PA复合材料，按重量份数计，PA粒料78-82份，蓝晶石液2-6份，PVDF 10-12份，MMA 1-2份，引发剂0.5-1份。
优选地，本发明所述步骤(1)中，蓝晶石、去离子水、玛瑙珠的重量比为2:3:8。
优选地，本发明所述步骤(1)中，筛网的孔径为300目。
优选地，本发明所述步骤(2)中，蓝晶石粉料、蒸馏水、十八烷基三甲基氯化铵的重量比为9:200:2。
优选地，本发明所述步骤(2)中，恒温水浴的温度为65℃。
优选地，本发明所述步骤(3)中，PA为PA6或PA66
优选地，本发明所述步骤(3)中，真空干燥箱的温度为95℃。
优选地，本发明所述步骤(3)中，加热磁力搅拌的温度为80℃。
优选地，本发明所述步骤(4)中，双螺杆挤出机的各区温度为210-230℃，螺杆长径比为38，螺杆转速为300rpm。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)蓝晶石是一种硅酸盐矿物，具有很强的耐酸性能、耐火性能，不过其表面硬度较高且呈亲水性，与PA基体相容性不佳，因此本发明先通过玛瑙珠对其进行球磨，将其粒径大大减小，大大改善了其分散性，再通过十八烷基三甲基氯化铵对其进行表面改性，十八烷基三甲基氯化铵在蓝晶石表面形成了有机包覆，大大改善了蓝晶石与PA基体的相容性，在溶液聚合后蓝晶石可以均匀分散于PA基体内，从而有效提高复合材料的耐酸性以及耐火性。
2)PVDF是聚偏氟乙烯的英文简称，具有很好的耐酸性和耐候性，不过PVDF是热固性树脂，而PA则是热塑性树脂，两者相容性较差，因此本发明在二者共混时添加了MMA和引发剂，在引发剂的作用下就地生成了接枝相容剂PA-g-PMMA，PMMA与PVDF的相容性很好，大大改善了PVDF与PA之间的相容性，使两者达到了很好的相容效果，从而进一步提高复合材料的耐酸性，还可有效提高复合材料的耐候性。
具体实施方式：
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
一种包装绳用PA复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将蓝晶石洗净后风干，与去离子水、玛瑙珠一起加入玛瑙罐中，蓝晶石、去离子水、玛瑙珠的重量比为2:3:8，将玛瑙罐置于球磨机中球磨8小时，取出后用孔径为300目的筛网过滤，得到蓝晶石粉料备用；
(2)将步骤(1)得到的蓝晶石粉料加入蒸馏水中，磁力搅拌30分钟后制得蓝晶石悬浮浆，将十八烷基三甲基氯化铵加入蓝晶石悬浮浆内，蓝晶石粉料、蒸馏水、十八烷基三甲基氯化铵的重量比为9:200:2，65℃下恒温水浴搅拌4小时后减压蒸馏至无氯离子检出，得到蓝晶石液备用；
(3)将82重量份的PA粒料溶于乙酸中，磁力搅拌1小时制得PA溶液，将2重量份的步骤(2)得到的蓝晶石液用蒸馏水超声分散30分钟后加入PA溶液，加热至80℃磁力搅拌6小时后置于温度为95℃的真空干燥箱中烘干至恒重，得到混合料备用；
(4)将12重量份的PVDF、1.5重量份的MMA、0.5重量份的引发剂、步骤(3)得到的混合料一起加入混合机混合12分钟，移至双螺杆挤出机中熔融、混炼、挤出、冷却、切粒，双螺杆挤出机的各区温度为210-230℃，螺杆长径比为38，螺杆转速为300rpm，得到包装绳用PA复合材料。
实施例2
一种包装绳用PA复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将蓝晶石洗净后风干，与去离子水、玛瑙珠一起加入玛瑙罐中，蓝晶石、去离子水、玛瑙珠的重量比为2:3:8，将玛瑙罐置于球磨机中球磨8小时，取出后用孔径为300目的筛网过滤，得到蓝晶石粉料备用；
(2)将步骤(1)得到的蓝晶石粉料加入蒸馏水中，磁力搅拌30分钟后制得蓝晶石悬浮浆，将十八烷基三甲基氯化铵加入蓝晶石悬浮浆内，蓝晶石粉料、蒸馏水、十八烷基三甲基氯化铵的重量比为9:200:2，65℃下恒温水浴搅拌4小时后减压蒸馏至无氯离子检出，得到蓝晶石液备用；
(3)将80.5重量份的PA粒料溶于乙酸中，磁力搅拌1小时制得PA溶液，将5.5重量份的步骤(2)得到的蓝晶石液用蒸馏水超声分散30分钟后加入PA溶液，加热至80℃磁力搅拌6小时后置于温度为95℃的真空干燥箱中烘干至恒重，得到混合料备用；
(4)将10.5重量份的PVDF、1.8重量份的MMA、0.7重量份的引发剂、步骤(3)得到的混合料一起加入混合机混合12分钟，移至双螺杆挤出机中熔融、混炼、挤出、冷却、切粒，双螺杆挤出机的各区温度为210-230℃，螺杆长径比为38，螺杆转速为300rpm，得到包装绳用PA复合材料。
实施例3
一种包装绳用PA复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将蓝晶石洗净后风干，与去离子水、玛瑙珠一起加入玛瑙罐中，蓝晶石、去离子水、玛瑙珠的重量比为2:3:8，将玛瑙罐置于球磨机中球磨8小时，取出后用孔径为300目的筛网过滤，得到蓝晶石粉料备用；
(2)将步骤(1)得到的蓝晶石粉料加入蒸馏水中，磁力搅拌30分钟后制得蓝晶石悬浮浆，将十八烷基三甲基氯化铵加入蓝晶石悬浮浆内，蓝晶石粉料、蒸馏水、十八烷基三甲基氯化铵的重量比为9:200:2，65℃下恒温水浴搅拌4小时后减压蒸馏至无氯离子检出，得到蓝晶石液备用；
(3)将80重量份的PA粒料溶于乙酸中，磁力搅拌1小时制得PA溶液，将4重量份的步骤(2)得到的蓝晶石液用蒸馏水超声分散30分钟后加入PA溶液，加热至80℃磁力搅拌6小时后置于温度为95℃的真空干燥箱中烘干至恒重，得到混合料备用；
(4)将11重量份的PVDF、1.4重量份的MMA、0.6重量份的引发剂、步骤(3)得到的混合料一起加入混合机混合12分钟，移至双螺杆挤出机中熔融、混炼、挤出、冷却、切粒，双螺杆挤出机的各区温度为210-230℃，螺杆长径比为38，螺杆转速为300rpm，得到包装绳用PA复合材料。
实施例4
一种包装绳用PA复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将蓝晶石洗净后风干，与去离子水、玛瑙珠一起加入玛瑙罐中，蓝晶石、去离子水、玛瑙珠的重量比为2:3:8，将玛瑙罐置于球磨机中球磨8小时，取出后用孔径为300目的筛网过滤，得到蓝晶石粉料备用；
(2)将步骤(1)得到的蓝晶石粉料加入蒸馏水中，磁力搅拌30分钟后制得蓝晶石悬浮浆，将十八烷基三甲基氯化铵加入蓝晶石悬浮浆内，蓝晶石粉料、蒸馏水、十八烷基三甲基氯化铵的重量比为9:200:2，65℃下恒温水浴搅拌4小时后减压蒸馏至无氯离子检出，得到蓝晶石液备用；
(3)将81重量份的PA粒料溶于乙酸中，磁力搅拌1小时制得PA溶液，将3重量份的步骤(2)得到的蓝晶石液用蒸馏水超声分散30分钟后加入PA溶液，加热至80℃磁力搅拌6小时后置于温度为95℃的真空干燥箱中烘干至恒重，得到混合料备用；
(4)将10重量份的PVDF、1重量份的MMA、1重量份的引发剂、步骤(3)得到的混合料一起加入混合机混合12分钟，移至双螺杆挤出机中熔融、混炼、挤出、冷却、切粒，双螺杆挤出机的各区温度为210-230℃，螺杆长径比为38，螺杆转速为300rpm，得到包装绳用PA复合材料。
实施例5
一种包装绳用PA复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将蓝晶石洗净后风干，与去离子水、玛瑙珠一起加入玛瑙罐中，蓝晶石、去离子水、玛瑙珠的重量比为2:3:8，将玛瑙罐置于球磨机中球磨8小时，取出后用孔径为300目的筛网过滤，得到蓝晶石粉料备用；
(2)将步骤(1)得到的蓝晶石粉料加入蒸馏水中，磁力搅拌30分钟后制得蓝晶石悬浮浆，将十八烷基三甲基氯化铵加入蓝晶石悬浮浆内，蓝晶石粉料、蒸馏水、十八烷基三甲基氯化铵的重量比为9:200:2，65℃下恒温水浴搅拌4小时后减压蒸馏至无氯离子检出，得到蓝晶石液备用；
(3)将78重量份的PA粒料溶于乙酸中，磁力搅拌1小时制得PA溶液，将6重量份的步骤(2)得到的蓝晶石液用蒸馏水超声分散30分钟后加入PA溶液，加热至80℃磁力搅拌6小时后置于温度为95℃的真空干燥箱中烘干至恒重，得到混合料备用；
(4)将11.5重量份的PVDF、1.7重量份的MMA、0.8重量份的引发剂、步骤(3)得到的混合料一起加入混合机混合12分钟，移至双螺杆挤出机中熔融、混炼、挤出、冷却、切粒，双螺杆挤出机的各区温度为210-230℃，螺杆长径比为38，螺杆转速为300rpm，得到包装绳用PA复合材料。
实施例6
一种包装绳用PA复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将蓝晶石洗净后风干，与去离子水、玛瑙珠一起加入玛瑙罐中，蓝晶石、去离子水、玛瑙珠的重量比为2:3:8，将玛瑙罐置于球磨机中球磨8小时，取出后用孔径为300目的筛网过滤，得到蓝晶石粉料备用；
(2)将步骤(1)得到的蓝晶石粉料加入蒸馏水中，磁力搅拌30分钟后制得蓝晶石悬浮浆，将十八烷基三甲基氯化铵加入蓝晶石悬浮浆内，蓝晶石粉料、蒸馏水、十八烷基三甲基氯化铵的重量比为9:200:2，65℃下恒温水浴搅拌4小时后减压蒸馏至无氯离子检出，得到蓝晶石液备用；
(3)将79重量份的PA粒料溶于乙酸中，磁力搅拌1小时制得PA溶液，将5重量份的步骤(2)得到的蓝晶石液用蒸馏水超声分散30分钟后加入PA溶液，加热至80℃磁力搅拌6小时后置于温度为95℃的真空干燥箱中烘干至恒重，得到混合料备用；
(4)将11.1重量份的PVDF、2重量份的MMA、0.9重量份的引发剂、步骤(3)得到的混合料一起加入混合机混合12分钟，移至双螺杆挤出机中熔融、混炼、挤出、冷却、切粒，双螺杆挤出机的各区温度为210-230℃，螺杆长径比为38，螺杆转速为300rpm，得到包装绳用PA复合材料。
经测试，实施例1-6制得的复合材料以及对比例制得的材料的耐酸性如下表所示，其中：
对比例为公开号为104341773A的中国专利，
耐酸性测试过程为：将待测物置于浓度为50％的硫酸溶液中，移至温度为80℃的恒温水浴槽中，6小时后取出待测物，用去离子水洗涤多次至中性，然后干燥至恒重，测试其质量保持率以及力学性能保持率：
由上表可见，本发明制得的复合材料的质量保持率、拉伸强度保持率、弯曲强度保持率均明显好于对比例制得的材料，表与出很好的耐酸性。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (1)

1.一种包装绳用PA复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将蓝晶石洗净后风干，与去离子水、玛瑙珠一起加入玛瑙罐中，将玛瑙罐置于球磨机中球磨8小时，取出后用筛网过滤，得到蓝晶石粉料备用；
(2)将步骤(1)得到的蓝晶石粉料加入蒸馏水中，磁力搅拌30分钟后制得蓝晶石悬浮浆，将十八烷基三甲基氯化铵加入蓝晶石悬浮浆内，恒温水浴搅拌4小时后减压蒸馏至无氯离子检出，得到蓝晶石液备用；
(3)将PA粒料溶于乙酸中，磁力搅拌1小时制得PA溶液，将步骤(2)得到的蓝晶石液用蒸馏水超声分散30分钟后加入PA溶液，加热磁力搅拌6小时后置于真空干燥箱中烘干至恒重，得到混合料备用；
(4)将PVDF、MMA、引发剂、步骤(3)得到的混合料一起加入混合机混合12分钟，移至双螺杆挤出机中熔融、混炼、挤出、冷却、切粒，得到包装绳用PA复合材料，按重量份数计，PA粒料78-82份，蓝晶石液2-6份，PVDF10-12份，MMA 1-2份，引发剂0.5-1份；
其中，所述步骤(1)中，蓝晶石、去离子水、玛瑙珠的重量比为2:3:8，筛网的孔径为300目；
其中，所述步骤(2)中，蓝晶石粉料、蒸馏水、十八烷基三甲基氯化铵的重量比为9:200:2，恒温水浴的温度为65℃；
其中，所述步骤(3)中，PA为PA6或PA66，真空干燥箱的温度为95℃，加热磁力搅拌的温度为80℃；
其中，所述步骤(4)中，双螺杆挤出机的各区温度为210-230℃，螺杆长径比为38，螺杆转速为300rpm。
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Address after: Jiaojiang District Hongjiadu streets Gangtou Xu village in Taizhou City, Zhejiang province 318000 No. 1-1

Applicant after: Xu Juhong

Address before: 215000 Wuzhong District Province, Suzhou City, Guo Xiang street, East Ring Road, No. 1, building three, floor 313, 999

Applicant before: Suzhou Hong Heng Chemical Co., Ltd.

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