CN105885403A - 一种低表面能、低硬度pa66及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种低表面能、低硬度PA66及其制备方法，其是由聚己二酸己二胺、填充改性物、红磷阻燃剂、无机盐、硅酮母粒、增韧剂经混合、挤出制成。本发明将硅酮母粒引入到PA66体系中，能够很好的降低PA66材料的表面能，提高材料的抗粘锡性，扩大了PA66材料在电子电器工程塑料制件方面的应用；加入无机盐，影响了尼龙6的结晶形态，从而降低其结晶度，即而降低尼龙6复合材料的硬度，使其具有优良耐低温和冲击性能；同时本发明的生产成本较低，能够满足市场需求。

Description

一种低表面能、低硬度PA66及其制备方法
技术领域
本发明属于复合材料领域，具体涉及一种低表面能、低硬度PA66及其制备方法。
背景技术
聚酰胺(PA)，俗称尼龙，是工程塑料中历史最悠久、综合性能较优异、产量最大、应用最广泛的非金属材料，其具有耐磨损、抗冲击、耐疲劳、耐油、耐腐蚀和使用温度范围广等优点。PA的品种繁多，其中PA6和PA66占主导地位。PA66在电子电器工程塑料制件上应用较广，如电脑内的接插件等。但诸如电脑内接插件需要与熔融焊锡接触，由于PA66由于极性较大，其表面能较高，而熔融焊锡的表面积大，从而导致熔融焊锡能轻易粘接至PA66制件表面，这极大地影响了制件的后续加工和装配。所以通过降低PA66材料表面能，能够很好地解决PA66制件表面粘锡问题。
另外，PA66可通过添加增强剂、填充剂、阻燃剂、增韧剂或与其他塑料共混而形成改性合金材料，而提高材料的性能。其中尼龙材料所用的增韧剂乙烯-辛稀共聚物与尼龙材料的相容性不好，单独使用低邵氏硬度A硬度的乙烯-辛稀共聚物，不能有效的降低尼龙材料的邵氏硬度D硬度；将乙烯-辛稀共聚物与马来酸酐在挤出机中进行熔融接枝所得的马来酸酐接枝乙烯-辛稀共聚物有较好地增韧效果，使得增韧后材料的冲击强度很高，且其邵氏硬度D硬度也较没有增韧前降低很多。但马来酸酐接枝乙烯-辛稀共聚物的生产因受加工条件限制，不能使用邵氏硬度A硬度过低的乙烯-辛稀共聚物作为基体。这使得PA66在有极低邵氏硬度D硬度要求的领域使用而受到限制。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种低表面能聚酰胺66工程塑料及其制备方法，达到降低聚酰胺66的表面能，提高其抗粘锡性，扩大PA66在电子电器工程塑料制件方面的应用
本发明的技术方案如下：
一种低表面能、低硬度PA66，其特征在于：由以下组分按重量份制备而成：
聚己二酸己二胺 30-90份
填充改性物 0-40份
红磷阻燃剂 10-30份
无机盐 2-5份
硅酮母粒 1-5份
增韧剂 25-45份。
进一步方案，所述的填充改性物为玻璃纤维、滑石粉、硅灰石、云母粉中的至少一种。
所述的增韧剂为马来酸酐接枝乙烯-辛稀共聚物，其中乙烯-辛稀共聚物的邵氏硬度A硬度为50-65、马来酸酐的接枝率为0.5-1.5%。
所述的无机盐为氯化钾、氯化锂或氯化钙。
所述的硅酮母粒是由聚硅氧烷与包覆载体共混而成，所述包覆载体为乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚乙烯，所述包覆载体质量百分比含量为20-50%。
所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯的分子量范围为30-40万。
本发明的另一个目的是提供一种制备上述低表面能、低硬度PA66的方法，包括以下步骤：
（1）按重量配比称取聚己二酸己二胺、填充改性物、红磷阻燃剂、无机盐、增韧剂、硅酮母粒，在高速混合机中混合均匀；
（2）将（1）中混合均匀的物料于双螺杆挤出机中进行挤出造粒制得低表面能、低硬度PA66，所述双螺杆挤出机的温度为220-280℃。
本发明同现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明将硅酮母粒引入到PA66体系中，能够很好的降低PA66材料的表面能，提高材料的抗粘锡性，扩大了PA66材料在电子电器工程塑料制件方面的应用；
2、硅酮母粒是由聚硅氧烷通过和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯(PE)共混制成母粒，提高PA66与其他助剂之间的相容性。
3、本发明采用硅酮母粒来改性PA66，由于硅酮母粒相对于目前用而言价格低，目前市面上常用含氟聚合物（聚四氟乙烯）或含硅两亲性物质降低PA66的表面能，其价格较高，例如AX3800价格在280000元/吨，而本发明中所有用的硅酮母粒价格在80000元/吨，价格上硅酮母粒较聚四氟乙烯便宜很多，所以本发明的生产成本较低，能够满足市场需求。
4、本发明中在配方中加入无机盐，影响了尼龙6的结晶形态，从而降低其结晶度，即而降低尼龙6复合材料的硬度，从而降低材料模量，使其具有很好的柔韧性，并具有良好的低温冲击性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
下面各实施例中的增韧剂为马来酸酐接枝乙烯-辛稀共聚物，其中乙烯-辛稀共聚物的邵氏硬度A硬度为50-65、马来酸酐的接枝率为0.5-1.5%。
实施例1
（1）按重量配比称取聚己二酸己二胺87份，红磷阻燃剂10份，氯化钾2份，增韧剂25份，质量百分比为20%的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为载体的硅酮母粒1份，在高速混合机中混合均匀；
（2）将（1）中混合均匀的物料于双螺杆挤出机中进行挤出造粒制得低表面能、低硬度PA66，所述双螺杆挤出机的各区温度为220-280℃。
实施例2
（1）按重量配比称取聚己二酸己二胺59份，滑石粉25份，红磷阻燃剂10份，氯化锂5份，增韧剂25份，质量百分比为30%的聚乙烯(PE)为载体的硅酮母粒2份，在高速混合机中混合均匀；
（2）将（1）中混合均匀的物料于双螺杆挤出机中进行挤出造粒制得低表面能、低硬度PA66，所述双螺杆挤出机的各区温度为220-280℃。
实施例3
（1）按重量配比称取聚己二酸己二胺45份，硅灰石35份，红磷阻燃剂20份，氯化钾2份，增韧剂45份，，质量百分比为40%的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为载体的硅酮母粒3份，在高速混合机中混合均匀；
（2）将（1）中混合均匀的物料于双螺杆挤出机中进行挤出造粒制得低表面能、低硬度PA66，所述双螺杆挤出机的各区温度为220-280℃。
实施例4
（1）按重量配比称取聚己二酸己二胺30份，云母粉40份，红磷阻燃剂30份，氯化钙3份，增韧剂35份，质量百分比为45%的聚乙烯(PE)为载体的硅酮母粒4份，在高速混合机中混合均匀；
（2）将（1）中混合均匀的物料于双螺杆挤出机中进行挤出造粒制得低表面能、低硬度PA66，所述双螺杆挤出机的各区温度为220-280℃。
实施例5
（1）按重量配比称取聚己二酸己二胺70份，红磷阻燃剂30份，氯化钾2份，增韧剂40份，质量百分比为50%的聚乙烯(PE)为载体的硅酮母粒5份，在高速混合机中混合均匀；
（2）将（1）中混合均匀的物料于双螺杆挤出机中进行挤出造粒制得低表面能、低硬度PA66，所述双螺杆挤出机的各区温度为220-280℃。
对比例1
（1）按重量配比称取聚己二酸己二胺70份，红磷阻燃剂30份，增韧剂40份，在高速混合机中混合均匀；
（2）将（1）中混合均匀的物料于双螺杆挤出机中进行挤出造粒制得低表面能、低硬度PA66，所述双螺杆挤出机的各区温度为220-280℃。
对比例2
（1）按重量配比称取聚己二酸己二胺70份，红磷阻燃剂30份，增韧剂40份，AX8900 5份在高速混合机中混合均匀；
（2）将（1）中混合均匀的物料于双螺杆挤出机中进行挤出造粒制得低表面能、低硬度PA66，所述双螺杆挤出机的各区温度为220-280℃。
将上述实施例1－5与对比例中制得的PA66村料在120℃下鼓风干燥5小时，由注塑机制成样条，按GB/T 2918进行状态调节，然后按GB/T14216测试各样条的湿润张力，具体数据如下表1所示：
表1：湿润张力：
性能指标 湿润张力/mN.m-1
PA66纯料 46
实施例1 32
实施例2 28.9
实施例3 26
实施例4 23.5
实施例5 22.2
对比例1 43
对比例2 23
从上表数据可看出：随着硅酮母粒含量的提高，聚酰胺66工程塑料的湿润张力逐渐降低，表明材料的表面能随着硅酮母粒的增加而降低。比较实施例5与对比例1，实施例5制备的材料的湿润张力较对比例1有明显较低；同时采用了低成本的硅酮母粒，材料价格较对比例2有明显降低。
将实施例1-4与对比例1制备的材料采用ASTM标准注塑，测试试样，使用塑料注塑机在230-270℃下注塑成型。其机械性能如下表2所示：
表2
性能 测试方法 单位 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1
弯曲强度 ASTM D790 MPa 68 49.1 36 30 72
弯曲模量 ASTM D790 MPa 1260 1086 975 679 1280
拉伸强度 ASTM D638 MPa 52 42.8 32.5 29.6 54
断裂伸长率 ASTM D638 % 130 254 470 ＞500 145
简支梁缺口冲击强度 ASTM D6110 KJ/m2 5.4J NB① 5.4J NB 5.4J NB 5.4J NB 5.4J NB
简支梁缺口冲击强度（-30℃） ASTM D6110 KJ/m2 5.4J NB 5.4J NB 5.4J NB 5.4J NB 5.4J NB
密度 ASTM D792 g/10min 1.032 1.029 1.026 0.996 1.03
邵氏硬度D硬度 ASTM D2240 59 58 55 56 68
备注：表中5.4J NB是表示用5.4J大摆锤对制备的低硬度尼龙6组合物进行简支梁缺口冲击强度测试而没有发生断裂，故没有具体读数。
从以上表1中的实施例1-4与对比例1的比较可以看出，本发明在材料中添加了无机盐的材料，使得材料的邵氏硬度D硬度明显得到降低。所以本发明制得的尼龙6组合物具有极低的邵氏硬度D硬度和耐冲击性能。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种低表面能、低硬度PA66，其特征在于：由以下组分按重量份制备而成：
聚己二酸己二胺 30-90份
填充改性物 0-40份
红磷阻燃剂 10-30份
无机盐 2-5份
硅酮母粒 1-5份
增韧剂 25-45份。
2.根据权利要求1所述的一种低表面能、低硬度PA66，其特征在于：所述的填充改性物为玻璃纤维、滑石粉、硅灰石、云母粉中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种低表面能、低硬度PA66，其特征在于：所述的增韧剂为马来酸酐接枝乙烯-辛稀共聚物，其中乙烯-辛稀共聚物的邵氏硬度A硬度为50-65、马来酸酐的接枝率为0.5-1.5%。
4.根据权利要求1所述的一种低表面能、低硬度PA66，其特征在于：所述的无机盐为氯化钾、氯化锂或氯化钙。
5.根据权利要求1所述的一种低表面能、低硬度PA66，其特征在于：所述的硅酮母粒是由聚硅氧烷与包覆载体共混而成，所述包覆载体为乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚乙烯，所述包覆载体质量百分比含量为20-50%。
6.根据权利要求5所述的一种低表面能、低硬度PA66，其特征在于：所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯的分子量范围为30-40万。
7.一种制备如权利要求1所述的低表面能、低硬度PA66的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）按重量配比称取聚己二酸己二胺、填充改性物、红磷阻燃剂、无机盐、增韧剂、硅酮母粒，在高速混合机中混合均匀；
（2）将（1）中混合均匀的物料于双螺杆挤出机中进行挤出造粒制得低表面能、低硬度PA66，所述双螺杆挤出机的温度为220-280℃。
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