CN106084770A - 一种耐热老化、低温高抗冲聚苯醚/尼龙复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐热老化、低温高抗冲聚苯醚/尼龙复合材料及其制备方法。该复合材料由下列各组分组成：尼龙66 30‑60份；聚苯醚 20‑40份，相容剂 6‑15份，低温增韧剂 10‑20份；热稳定剂 0.4‑0.8份；分散剂0.4‑1份，本发明产品尼龙和聚苯醚树脂本合金材料具有非常突出的长期热稳定性和低温高抗冲性能，加工性优异。

Description

一种耐热老化、低温高抗冲聚苯醚/尼龙复合材料及其制备 方法

技术领域

本发明属于改性聚苯醚/聚酰胺技术领域，具体地说，涉及一种耐热老化、低温高抗冲聚苯醚/尼龙复合材料及其制备方法。该复合材料主要应用于汽车、家电、电子电器等行业中的轴承罩盖、电器接线盒、探测器等，对环保安全、阻燃、耐金属腐蚀、低气味、强度和颜色都提出较高要求的零部件中使用。

背景技术

随着汽车、机械、电器等行业的不断发展，对材料的使用也不断的提出新的要求，轻量化、高性能、环保成为了新的趋势，大量的金属材料被工程塑料所取代，尼龙66作为其中的代表占着很重要的地位。

尼龙66是一种用途广泛的工程塑料，由己二胺、己二酸缩聚而成，其熔点为252-265℃，与其他工程塑料相比具有优异的机械性能和较好的热性能，如高强度、高模量、高硬度；此外，尼龙66还具有优异的自润滑耐磨性、抗疲劳、耐蠕变性，良好的耐油和耐溶剂性。

聚苯醚(PPO/PPE)化学名为聚2,6—二甲基—1,4—苯醚，简称PPO(PolyphenyleneOxide)或PPE(Polypheylene ether)，又称为聚亚苯基氧化物或聚苯撑醚。有突出的热稳定性、电绝缘性和耐水性，尺寸稳定性好。其介电性能居塑料的首位，在很宽温度、频变范围内电性能好，不水解。

聚酰胺/聚苯醚复合材料正是集合了两种塑料各自的优点，弥补各自的缺点。聚酰胺/聚苯醚复合材料以其优异的综合性能和其独有的特性，已经逐步成为需求量越来越大的一个品类，特别是汽车和电器领域有许多成熟的应用。国外的厂家如沙比克、旭化成等是聚苯醚最大的生产商，但是国内的聚苯醚/尼龙复合材料的研发还处于初级阶段，研发的聚苯醚/尼龙复合材料的性能不稳地，大部分的企业的聚苯醚/尼龙复合材料的原材料都是依靠进口，生产成本较高。

经检索，中国专利ZL 201110008376.3，发明名称为：一种增韧的聚苯醚与尼龙合金及其制备方法，公开了一种聚苯醚/尼龙复合材料，但是该聚苯醚/尼龙复合材料的相容效率低，产品的流动性差，不能满足结构复杂的薄壁制件加工要求，同时其长期热老化性能和低温冲击性能较差，影响其在严苛环境要求下的正常使用。

所以，现有技术中急需一种耐热老化、低温高抗冲聚苯醚/尼龙复合材料，具有优良机械性、长期热稳定、优良的低温冲击性能，尺寸稳定性高等优点，填补国内空白。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种耐热老化、低温高抗冲聚苯醚/尼龙复合材料及其制备方法，在聚苯醚和聚酰胺的基础上，加入低温高抗冲增韧剂、热稳定剂等成分，在聚苯醚和聚酰胺具有良好结合性、优异机械性能的前提下，改善复合材料的高温性能：长期热稳定性，低温性能：优异的抗低温冲击性等性能，同时复合材料还具有很好的加工性。

为实现上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种耐热老化、低温高抗冲聚苯醚/尼龙复合材料，包括以下重量份数的组分：

进一步的技术方案，所述的相容剂为质量比为1:2.5-1:5的苯乙烯—马来酸酐共聚物、马来酸酐接枝聚苯醚的复配物。

进一步的技术方案，所述的尼龙66的树脂特征粘度为：2.2-2.45。

进一步的技术方案，所述的聚苯醚为重均分子量为：34000-53000g/mol。

进一步的技术方案，所述的低温增韧剂是是接枝乙烯辛烯共聚物、接枝三元乙丙橡胶中的一种或几种。

进一步的技术方案，所述的热稳定剂是受阻酚和膦酸盐混合物、铜盐化合物中的一种。

进一步的技术方案，所述的分散剂为接枝型极性硅氧烷、脂肪酸盐中的一种或几种。

一种耐热老化、低温高抗冲聚苯醚/尼龙复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：按照重量要求称取原料；

步骤二：将尼龙66、聚苯醚、相容剂、低温增韧剂、热稳定剂和分散剂在高混机中混合均匀，混料时间3-5min；

步骤三：将混合好的原料加入双螺杆挤出机中，在温度：250-290℃，螺杆转速：250-400rpm一起熔融共混，挤出造粒，即得产品。

有益效果

与现有技术比较，本发明具有如下显著优点：

1、本发明的苯乙烯—马来酸酐共聚物、马来酸酐接枝聚苯醚的复配物保证了合金体系极高的相容性和相容效率；添加的低温增韧剂使得产品具有优异的-40℃高抗冲的特性；本发明的产品具有突出的长期热老化性能，可以在150℃的高温下长期连续使用，性能损失小，不开裂、不粉化；各组分在材料某一方面性能的同时也会对其他性能产生影响，所以各组分的使用量和不同类别相互之间的配合、协效性就成为了本发明中另一个核心内容。

2、本发明的苯乙烯—马来酸酐共聚物、马来酸酐接枝聚苯醚的复配物使原本相斥的聚苯醚和聚酰胺两种组分达到良好的相容性，融为一体。同时与背景技术中的对比文件(专利ZL 201110008376.3)相比，相容性更好，效率更高。

3、本发明的分散剂同时具有内外润滑的效果，能够将聚苯醚合金各组分均匀的分散，同时改善产品的加工性，提高流动速率，降低加工摩擦产生的热，减少高温可能带来的降解、烧焦等问题。

4、本发明的重均分子量为34000-53000g/mol的聚苯醚树脂提供了更好的耐热性、良好的电气性能、低吸水性，同时这个范围的聚苯醚将材料特性的保持和难加工的矛盾得到很好的平衡；粘度为2.2-2.45的尼龙66基料在提供良好机械性能的同时，更保证了材料整体的流动性和加工型。

5、本发明的产品具有更好的树脂相容性，独特的长期抗热老化性、优异的低温抗冲击性能，同时具有较聚酰胺更好的电气性能、更低的吸水性和更好的油漆附着力。适用范围广，在高端的汽车和电器领域中有广阔的应用前景。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明说明。

生产主要使用的设备：高混机：将物料均匀混合3-5min；双螺杆挤出机：机筒温度：250-290℃，螺杆转速：250-400rpm；水槽、切粒机。

实施例1

一种耐热老化、低温高抗冲聚苯醚/尼龙复合材料，包括以下重量份数的组分：

尼龙66的树脂特征粘度为：2.2-2.45，55.8重量份；

聚苯醚：24.2重量份；

相容剂：苯乙烯-马来酸酐共聚物与马来酸酐接枝聚苯醚按照1:3.5的重量比复配，9重量份；

热稳定剂：受阻酚和膦酸盐混合物，共0.5重量份；

低温增韧剂：接枝POE，10重量份；

分散剂：脂肪酸盐，共0.5重量份。

实施例2

一种耐热老化、低温高抗冲聚苯醚/尼龙复合材料，包括以下重量份数的组分：

尼龙66的树脂特征粘度为：2.2-2.45，53.8重量份；

聚苯醚：23.2重量份；

相容剂：苯乙烯-马来酸酐共聚物与马来酸酐接枝聚苯醚按照1:5的重量比复配，共12重量份；

热稳定剂：铜盐化合物，共0.5重量份；

低温增韧剂：接枝EPDM，10重量份；

分散剂：脂肪酸盐，共0.5重量份.

实施例3

一种耐热老化、低温高抗冲聚苯醚/尼龙复合材料，包括以下重量份数的组分：

尼龙66的树脂特征粘度为：2.2-2.45，36重量份；

聚苯醚：36重量份；

相容剂：苯乙烯-马来酸酐共聚物与马来酸酐接枝聚苯醚按照1:5的重量比复配，共12重量份；

热稳定剂：铜盐化合物，共0.4重量份；

低温增韧剂：接枝POE，15重量份；

分散剂：脂肪酸盐和硅酮按照1:2比例，共0.6重量份。

实施例4

一种耐热老化、低温高抗冲聚苯醚/尼龙复合材料，包括以下重量份数的组分：

尼龙66的树脂特征粘度为：2.2-2.45，34.6重量份；

聚苯醚：34.6重量份；

相容剂：苯乙烯-马来酸酐共聚物与马来酸酐接枝聚苯醚按照1:2.5的重量比复配，共14重量份；

热稳定剂：铜盐化合物，共0.8重量份；

低温增韧剂：接枝EPDM，15重量份；

分散剂：脂肪酸盐和硅酮按照2:3的比例，共1重量份。

实施例5

一种耐热老化、低温高抗冲聚苯醚/尼龙复合材料，包括以下重量份数的组分：

尼龙66的树脂特征粘度为：2.2-2.45，32.2重量份；

聚苯醚：32.2重量份；

相容剂：苯乙烯、马来酸酐共聚物与马来酸酐接枝聚苯醚按照1:2.5的重量比复配，共14重量份；

热稳定剂：受阻酚和膦酸盐混合物，共0.6重量份；

低温增韧剂：接枝EPDM，20重量份；

分散剂：硅酮，共1重量份。

上述实施例制备得到的产品性能测试结果如下表所示：

表中，实施例1-5给出了各个不同比例，原料、助剂有所区别时性能的差异，其中，通过配方中各组分比例的调整，优化了各组分对产品各性能的增进和影响，实施例2和实施例4在不同基体树脂配比的情况下具有非常优异的长期热老化性和低温高抗冲性，并且兼顾了材料的流动性，加工性优异，适于用各种复杂的注塑模具，为不同的实际情况提供了全面的适用性。

Claims (8)

1. 一种耐热老化、低温高抗冲聚苯醚/尼龙复合材料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：

尼龙66 30-60份

聚苯醚 20-40份

相容剂 6-15份

热稳定剂 0.4-0.8份

低温增韧剂 10-20份

分散剂 0.4-1份。

2.根据权利要求1所述的一种耐热老化、低温高抗冲聚苯醚/尼龙复合材料，其特征在于，所述的相容剂为质量比为1:2.5-1:5的苯乙烯—马来酸酐共聚物、马来酸酐接枝聚苯醚的复配物。

3.根据权利要求1所述的一种耐热老化、低温高抗冲聚苯醚/尼龙复合材料，其特征在于，所述的尼龙66的树脂特征粘度为：2.2-2.45。

4.根据权利要求1所述的一种耐热老化、低温高抗冲聚苯醚/尼龙复合材料，其特征在于，所述的聚苯醚为重均分子量为：34000-53000g/mol。

5.根据权利要求1所述的一种耐热老化、低温高抗冲聚苯醚/尼龙复合材料，其特征在于，所述的低温增韧剂是是接枝乙烯辛烯共聚物、接枝三元乙丙橡胶中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种耐热老化、低温高抗冲聚苯醚/尼龙复合材料，其特征在于，所述的热稳定剂是受阻酚和膦酸盐混合物、铜盐化合物中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种耐热老化、低温高抗冲聚苯醚/尼龙复合材料，其特征在于，所述的分散剂为接枝型极性硅氧烷、脂肪酸盐中的一种或几种。

8.权利要求1至7任一项所述的一种耐热老化、低温高抗冲聚苯醚/尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：按照重量要求称取原料；

步骤二：将尼龙66、聚苯醚、相容剂、低温增韧剂、热稳定剂和分散剂在高混机中混合均匀，混料时间3-5min；

步骤三：将混合好的原料加入双螺杆挤出机中，在温度：250-290℃，螺杆转速：250-400rpm一起熔融共混，挤出造粒，即得产品。