CN106336653B - 耐高温共聚酰胺组合物及其制备方法 - Google Patents
耐高温共聚酰胺组合物及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种耐高温共聚酰胺组合物及其制备方法,所述耐高温共聚酰胺组合物由以下重量份的原料制备而成:耐高温共聚酰胺树脂预聚物,耐高温共聚酰胺树脂,甲苯二异氰酸酯,2,2'‑(1,3‑亚苯基)‑二恶唑啉,偶联剂,无碱玻璃纤维,N,N'‑亚乙基双硬脂酰胺,N,N'‑双(2,2,6,6‑四甲基‑4‑哌啶基)‑1,3‑苯二甲酰胺,双(2,6‑二叔丁基‑4‑甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯,抗滴落剂,二甲基硅油。本发明所制备得到的耐高温共聚酰胺组合物具有高流动性、高拉伸强度和低吸水率的特点,可应用于电子电器领域、LED领域、汽车领域、航空航天和军工领域等。
Description
技术领域
本发明涉及材料领域,特别是涉及一种耐高温共聚酰胺组合物及其制备方法。
背景技术
耐高温聚酰胺通常是由脂肪族的二胺与芳香族的二酸,或者芳香族的二胺与脂肪族的二酸经缩聚制备而得。由于在分子主链上引入了苯环,不仅保持了脂肪族聚酰胺具有的力学性能好、耐酸碱和自润滑性等优点,还克服其吸水率高、尺寸稳定性不佳的缺点,使其特别适用于汽车工业中,用以代替汽车中的部分金属结构件,以实现轻量化,也可以用来制造电子器件的绝缘基体,或用于表面安装技术。
在耐高温聚酰胺中,PA10T树脂的熔点为320℃左右,其与分解温度相差不大,加工温度范围过窄,在加工过程中容易造成聚合物分解。因此,在PA10T树脂主链上引入第三单体来改善其加工性能,扩大其使用领域和提高其综合性能。但是,加入低含量的第三单体不足以改善其加工性能,而加入高含量的第三单体又会使共聚物树脂的熔点过低,达不到耐高温的要求。
针对上述的问题,目前现有技术中对聚酰胺的改性做了一些研究,例如中国专利CN 103333335A公开了一种高流动性PA10T聚酰胺树脂组合物,其由两种通过固相聚合得到的不同黏度的PA10T聚酰胺树脂组成;中国专利CN103360599A公开了一种高流动性PA10T聚酰胺树脂组合物,其由通过固相聚合得到的PA10T树脂预聚物以及PA10T树脂共混制备得到;中国专利CN103483809A公开了一种高流动性聚酰胺基无卤阻燃导热复合材料,通过以含有支链结构的高流动性尼龙6树脂为基体,同时加入导热填料、无卤阻燃剂、抗氧剂和偶联剂等助剂通过双螺杆熔融共混技术制备了一种新型的无卤阻燃导热复合材料;中国专利CN103012955A公开了一种高流动玻纤增强PP/PA复合材料及其制备方法;中国专利CN103724979A公开了一种高流动耐温LED用PPO/PA组合物及其制备方法。
发明内容
本发明是针对现有技术的不足,目的是提供一种具有高流动性、高拉伸强度和低吸水率的耐高温共聚酰胺组合物,可以用作电气/电子部件、汽车部件,特别是可以用作电子部件的基板成型材料。
为达到上述目的,本发明采用以下方案:
一种耐高温共聚酰胺组合物,该组合物由以下重量份的原料制备而成:
耐高温共聚酰胺树脂预聚物 5~20份,
耐高温共聚酰胺树脂 80~95份,
耐高温共聚酰胺树脂预聚物与耐高温共聚酰胺树脂的重量份总和为100份,
所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物为耐高温聚酰胺10T/106(PA10T/106)预聚物、耐高温聚酰胺10T/1010(PA10T/1010)预聚物、耐高温聚酰胺10T/1012(PA10T/1012)预聚物中的一种;所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物的特性黏度为0.4~0.6dL/g;
所述耐高温共聚酰胺树脂为耐高温聚酰胺10T/106树脂(PA10T/106)、耐高温聚酰胺10T/1010树脂(PA10T/1010)、耐高温聚酰胺10T/1012树脂(PA10T/1012)中的一种;所述耐高温共聚酰胺树脂的特性黏度为0.7~1.0dL/g;
所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷中的至少一种;
所述无碱玻璃纤维的长度为2~4mm,直径为9~11μm;
所述抗滴落剂为含氟聚合物。
在其中一些实施例中,耐高温共聚酰胺组合物,由以下重量份的原料制备而成:
耐高温共聚酰胺树脂预聚物 5~15份,
耐高温共聚酰胺树脂 85~95份,
耐高温共聚酰胺树脂预聚物与耐高温共聚酰胺树脂的重量份总和为100份,
在其中一些实施例中,耐高温共聚酰胺组合物,进一步优选由以下重量份的原料制备而成:
耐高温共聚酰胺树脂预聚物 5~10份,
耐高温共聚酰胺树脂 90~95份,
耐高温共聚酰胺树脂预聚物与耐高温共聚酰胺树脂的重量份总和为100份,
在其中一些实施例中,所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物的特性黏度为0.45~0.55dL/g;所述耐高温共聚酰胺树脂的特性黏度为0.75~0.95dL/g。
在其中一些实施例中,所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种;所述抗滴落剂为聚四氟乙烯。
在其中一些实施例中,所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物及耐高温共聚酰胺树脂由单体1和聚酯酰胺共聚而成,所述单体1为摩尔比为1:0.9~0.99:0.01~0.1的癸二胺、对苯二甲酸、脂肪族二元酸,且所述癸二胺与对苯二甲酸和脂肪族二元酸两者用量和的摩尔比为1,所述脂肪族二元酸为己二酸、癸二酸、十二烷二酸中的一种,所述聚酯酰胺加入量为所述单体1总重量的1~8%。
在其中一些实施例中,所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物及耐高温共聚酰胺树脂由以下合成方法制得:
(1)将真空干燥后的所述单体1加入到搅拌式聚合反应器中,同时加入所述聚酰胺酯,以及分子量调节剂、抗氧剂、水;然后抽真空4~6min,通氮气4~6min,如此循环5~7次,使反应物存在于氮气保护下的环境中,控制所述搅拌式聚合反应器内系统压力为0.2~0.3MPa;
(2)在2~4小时内将所述搅拌式聚合反应器密闭匀速加热至272~280℃,调节所述搅拌式聚合反应器的搅拌速度为30~50r/min,其中,当所述搅拌式聚合反应器温度达到215℃时,放气至2.0MPa,并维持压力在2.0MPa,反应1~2小时后,放气至常压,同时升温至310~320℃下继续反应1~2小时后,得到所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物;
(3)将步骤(2)得到的所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物在310~320℃下持续抽真空0.3~1小时后,得到所述耐高温共聚酰胺树脂;
所述分子量调节剂是加入量为所述单体1总重量的0.1~3%的苯甲酸;所述抗氧剂是加入量为所述单体1总重量的0.1~0.3%的N,N'-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二酰胺;水适量。
本发明的另一目的是提供耐高温共聚酰胺组合物的制备方法。
上述耐高温共聚酰胺组合物的制备方法,具体的技术方案,包括以下步骤:
(1)将所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物和耐高温共聚酰胺树脂置于80~100℃,干燥4~12小时后,冷却,将冷却后的耐高温共聚酰胺树脂预聚物、耐高温共聚酰胺树脂,以及所述甲苯二异氰酸酯(TDI)、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉(PBO)、N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯、抗滴落剂和二甲基硅油加入到高速搅拌机中进行混合;
(2)将所述偶联剂、无碱玻璃纤维和N,N'-亚乙基双硬脂酰胺加入到另一台高速搅拌机中进行混合;
(3)将步骤(1)混合好的混合料经喂料器加入平行双螺杆挤出机中,并在平行双螺杆挤出机(共八区)的侧向(例如第四区)加入步骤(2)混合好的混合物进行熔融挤出,造粒,工艺参数如下:一区温度为265~295℃,二区温度为295~310℃,三区温度为300~315℃,四区温度为305~315℃,五区温度为305~315℃,六区温度为305~315℃,七区温度为305~315℃,八区温度为305~315℃,模头温度为300~310℃,螺杆转速为200~600rpm。
在其中一些实施例中,所述步骤(1)中将所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物和耐高温共聚酰胺树脂置于90℃,干燥4~6小时;所述步骤(3)中的工艺参数为:一区温度为265~290℃,二区温度为295~305℃,三区温度为300~310℃,四区温度为305~310℃,五区温度为305~310℃,六区温度为305~310℃,七区温度为305~310℃,八区温度为305~310℃,模头温度为300~305℃,螺杆转速为200~400rpm。
在其中一些实施例中,所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹;螺杆长度L和直径D之比L/D为35~50;所述螺杆上设有1个以上(含1个)的啮合块区和1个以上(含1个)的反螺纹区。
在其中一些实施例中,所述螺杆长度L和直径D之比L/D为35~45;所述螺杆上设有2个啮合块区和1个反螺纹区。
在其中一些实施例中,所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物及耐高温共聚酰胺树脂由单体1和聚酯酰胺共聚而成,所述单体1为摩尔比为1:0.9~0.99:0.01~0.1的癸二胺、对苯二甲酸、脂肪族二元酸,且所述癸二胺与对苯二甲酸和脂肪族二元酸两者用量和的摩尔比为1,所述脂肪族二元酸为己二酸、癸二酸、十二烷二酸中的一种,所述聚酯酰胺加入量为所述单体1总重量的1~8%。
在其中一些实施例中,所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物及耐高温共聚酰胺树脂由以下合成方法制得:
(1)将真空干燥后的所述单体1加入到搅拌式聚合反应器中,同时加入所述聚酰胺酯,以及分子量调节剂、抗氧剂、水;然后抽真空4~6min,通氮气4~6min,如此循环5~7次,使反应物存在于氮气保护下的环境中,控制所述搅拌式聚合反应器内系统压力为0.2~0.3MPa;
(2)在2~4小时内将所述搅拌式聚合反应器密闭匀速加热至272~280℃,调节所述搅拌式聚合反应器的搅拌速度为30~50r/min,其中,当所述搅拌式聚合反应器温度达到215℃时,放气至2.0MPa,并维持压力在2.0MPa,反应1~2小时后,放气至常压,同时升温至310~320℃下继续反应1~2小时后,得到所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物;
(3)将步骤(2)得到的所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物在310~320℃下持续抽真空0.3~1小时后,得到所述耐高温共聚酰胺树脂;
所述分子量调节剂是加入量为所述单体1总重量的0.1~3%的苯甲酸;所述抗氧剂是加入量为所述单体1总重量的0.1~0.3%的N,N'-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二酰胺;水适量。
本发明的原理如下:
为了解决耐高温共聚酰胺树脂的加工温度范围过窄和加工性能不佳的缺陷,本发明采用耐高温共聚酰胺树脂预聚物来改善耐高温共聚酰胺树脂的加工性能,这是因为耐高温共聚酰胺树脂预聚物具备较佳的流动性能,以及耐高温共聚酰胺树脂具备较佳的力学性能。同时,耐高温共聚酰胺树脂预聚物的部分较低特性黏度的分子链(特性黏度越低,活性越高)的端基可以分别与甲苯二异氰酸酯的异氰酸酯基团、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉的恶唑啉基团发生扩链反应,提高该类预聚物的特性黏度至合理范围,从而降低该类预聚物对耐高温共聚酰胺树脂力学性能的影响,并且甲苯二异氰酸酯的异氰酸酯基团、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉的恶唑啉基团也可以和无碱玻璃纤维上的偶联剂进行反应,提高无碱玻璃纤维与耐高温共聚酰胺树脂的界面结合力和相容性,降低浮纤发生的概率。
本发明采用的偶联剂,优选为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷,均含有氨基,并且防玻纤外露剂N,N'-亚乙基双硬脂酰胺含有酰胺基团,上述助剂均可以和耐高温共聚酰胺树脂的端基发生反应,从而进一步提高无碱玻璃纤维与耐高温共聚酰胺树脂的界面结合力和相容性,降低浮纤发生的概率。
无碱玻璃纤维的长度和直径对耐高温共聚酰胺树脂的力学性能以及外观影响较大。无碱玻璃纤维的长度越大,其树脂复合材料的拉伸性能越高,同时玻纤外露的可能性也随之增加;无碱玻璃纤维的直径越小,抗拉强度越高,但是其制备的成本越高,同时单位面积所需的偶联剂也越多。因此,选择合适的无碱玻璃纤维的长度和直径对制备性能优异且性价比高的耐高温共聚酰胺树脂组合物就显得尤为重要。
N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺的熔点为272℃、沸点大于360℃,在耐高温共聚酰胺树脂共混过程中的热稳定性较好,其酰胺基团可以与耐高温共聚酰胺树脂的端基反应来提高相容性,受阻哌啶基可以提供抗氧化作用和提高共聚物的染色性。
双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯的熔点为239℃、热分解温度超过350℃,具有良好的耐热性和抗水解性,可以为耐高温共聚酰胺树脂共混过程中提供优越的颜色稳定性和熔融稳定性,同时可防止耐高温共聚酰胺树脂在高温过程中的热降解,并抑制了由于长时间而引起的热氧变色,其还提供了于氮氧化物(NOx)气体的环境下的颜色稳定性,防止气薰变色。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明针对现有耐高温共聚酰胺树脂的加工温度范围过窄和加工性能不佳的缺陷,通过采用耐高温共聚酰胺树脂预聚物来改善耐高温共聚酰胺树脂的加工性能,同时采用甲苯二异氰酸酯和2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉来解决部分耐高温共聚酰胺树脂预聚物使耐高温共聚酰胺树脂的力学性能下降过多的缺陷,并且加入偶联剂和N,N'-亚乙基双硬脂酰胺来解决浮纤的问题,复配使用N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺和双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯来处理共混过程中的黄变问题,所制备得到的耐高温共聚酰胺组合物具有高流动性、高拉伸强度和低吸水率的特点,可应用于电子电器领域、LED领域、汽车领域、航空航天和军工领域等。
附图说明
图1所示为本发明耐高温共聚酰胺组合物的制备工艺流程图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能,解析本发明的优点与精神,藉由以下实施例对本发明做进一步的阐述。
本发明耐高温共聚酰胺树脂组合物的反应机理如下(制备工艺流程图请见图1):
反应机理
由上反应式可知,耐高温共聚酰胺树脂预聚物及耐高温共聚酰胺树脂的端氨基可以和甲苯二异氰酸酯的异氰酸酯基团发生反应,耐高温共聚酰胺树脂预聚物及耐高温共聚酰胺树脂的端氨基、端羧基可以和2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉的恶唑啉基团发生反应。耐高温共聚酰胺树脂的特性黏度越低,其活性越高,因此,耐高温共聚酰胺树脂预聚物的部分较低特性黏度的分子链的端基可以分别优先与甲苯二异氰酸酯的异氰酸酯基团、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉的恶唑啉基团发生扩链反应,提高该类预聚物的特性黏度至合理范围,从而降低该类预聚物对耐高温共聚酰胺树脂组合物力学性能的影响,同时又可以利用该类预聚物提高树脂组合物的加工性能,从而制备出具有高流动性、高拉伸强度和低吸水率的耐高温共聚酰胺组合物。
本发明实施例所使用的原料如下:
耐高温共聚酰胺树脂预聚物(PA预聚物)及耐高温共聚酰胺树脂(PA树脂),自制,原料中的癸二胺选自无锡殷达尼龙有限公司,对苯二甲酸选自北京燕山石油化工公司,己二酸选自山东广垠新材料有限公司、癸二酸选自山东广垠新材料有限公司、十二烷二酸选自山东广垠新材料有限公司,其余助剂选自国药集团化学试剂有限公司;
甲苯二异氰酸酯,选自国药集团化学试剂有限公司;
2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉,选自国药集团化学试剂有限公司;
偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷),选自湖北武大有机硅新材料股份有限公司;
偶联剂(γ-氨丙基三甲氧基硅烷),选自浙江沸点化工有限公司;
无碱玻璃纤维,选自中国巨石股份有限公司,长度为3mm,直径为10μm;
N,N'-亚乙基双硬脂酰胺,选自广州博汉化工有限公司;
N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺,选自如东金康泰化学有限公司;
双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯,选自上海点耀精细化工有限公司;
抗滴落剂(聚四氟乙烯),选自美国明尼苏达矿务及制造业公司;
二甲基硅油,选自美国道康宁公司。
以下结合具体实施例来详细说明本发明。
以下实施例中的所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物及耐高温共聚酰胺树脂由单体1和聚酯酰胺共聚而成,所述单体1为摩尔比为1:0.9~0.99:0.01~0.1的癸二胺、对苯二甲酸、脂肪族二元酸,且所述癸二胺与对苯二甲酸和脂肪族二元酸两者用量和的摩尔比为1,所述脂肪族二元酸为己二酸、癸二酸、十二烷二酸中的一种,所述聚酯酰胺加入量为所述单体1总重量的1~8%,其具有如下式I结构:
式I中,a=10~100,b=10~200,c=10~100,d=10~100,e=4或8或10,R为聚酯酰胺,其具有如下式II结构:
式II中,x=10~200,y=10~200,z=10~100。
耐高温共聚酰胺树脂预聚物及耐高温共聚酰胺树脂的合成方法如下:
(1)将真空干燥后的所述单体1加入到搅拌式聚合反应器中,同时加入所述聚酰胺酯,以及分子量调节剂、抗氧剂、水;然后抽真空4~6min,通氮气4~6min,如此循环5~7次,使反应物存在于氮气保护下的环境中,控制所述搅拌式聚合反应器内系统压力为0.2~0.3MPa;
(2)在2~4小时内将所述搅拌式聚合反应器密闭匀速加热至272~280℃,调节所述搅拌式聚合反应器的搅拌速度为30~50r/min,其中,当所述搅拌式聚合反应器温度达到215℃时,放气至2.0MPa,并维持压力在2.0MPa,反应1~2小时后,放气至常压,同时升温至310~320℃下继续反应1~2小时后,得到耐高温共聚酰胺树脂预聚物;
(3)将步骤(2)得到的耐高温共聚酰胺树脂预聚物在310~320℃下持续抽真空0.3~1小时后,得到耐高温共聚酰胺树脂;
所述分子量调节剂是加入量为所述单体1总重量的0.1~3%的苯甲酸;所述抗氧剂是加入量为单体1总重量的0.1~0.3%的N,N'-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二酰胺,水适量。
实施例1
本实施例中所使用的耐高温共聚酰胺树脂预聚物及耐高温共聚酰胺树脂的原料构成以及合成步骤如下:
(1)将真空干燥后的单体1:1mol癸二胺、0.95mol对苯二甲酸、0.05mol己二酸加入到搅拌式聚合反应器中,同时加入单体1总重量的4%的聚酯酰胺、1.5%的苯甲酸、0.2%的N,N'-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二酰胺、加入100mL水作为传质传热的介质;然后抽真空5min,通氮气5min,如此循环6次,使反应物存在于氮气保护下的环境中,控制搅拌式聚合反应器内系统压力为0.3MPa;
(2)在3小时内将搅拌式聚合反应器密闭匀速加热至275℃,调节搅拌式聚合反应器的搅拌速度为40r/min,其中,当搅拌式聚合反应器温度达到215℃时,放气至2.0MPa,并维持压力在2.0MPa,反应1.5小时后,放气至常压,同时升温至315℃下继续反应1.5小时后,得到耐高温共聚酰胺树脂预聚物;
(3)将步骤(2)得到的耐高温共聚酰胺树脂预聚物在315℃下持续抽真空0.5小时后,得到耐高温共聚酰胺树脂;
上述制备得到的耐高温共聚酰胺树脂预聚物(PA10T/106预聚物)的特性黏度为0.49dL/g、熔融温度为290℃,耐高温共聚酰胺树脂(PA10T/106)的特性黏度为0.85dL/g、熔融温度为301℃。
本实施例一种耐高温共聚酰胺组合物,由如下原料制备而成:
耐高温共聚酰胺树脂预聚物(PA10T/106预聚物) 5份,
耐高温共聚酰胺树脂(PA10T/106) 95份,
耐高温共聚酰胺树脂预聚物与耐高温共聚酰胺树脂的重量份总和为100份,
上述耐高温共聚酰胺组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)将所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物和耐高温共聚酰胺树脂置于90℃,干燥5小时后,冷却,将冷却后的耐高温共聚酰胺树脂预聚物、耐高温共聚酰胺树脂,以及甲苯二异氰酸酯(TDI)、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉(PBO)、N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯、抗滴落剂(聚四氟乙烯)和二甲基硅油加入到高速搅拌机中进行混合;
(2)将偶联剂(γ-氨丙基三甲氧基硅烷)、无碱玻璃纤维和N,N'-亚乙基双硬脂酰胺加入到另一台高速搅拌机中进行混合;
(3)将步骤(1)混合好的混合料经喂料器加入平行双螺杆挤出机中,并在平行双螺杆挤出机(共八区)的侧向(第四区)加入步骤(2)混合好的混合物进行熔融挤出,造粒,工艺参数如下:一区温度为295℃,二区温度为310℃,三区温度为315℃,四区温度为315℃,五区温度为315℃,六区温度为315℃,七区温度为315℃,八区温度为315℃,模头温度为310℃,螺杆转速为600rpm。
所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹,螺杆长度L和直径D之比L/D为35,所述螺杆上设有2个啮合块区和1个反螺纹区。
实施例2
本实施例中所使用的耐高温共聚酰胺树脂预聚物及耐高温共聚酰胺树脂的原料构成以及合成步骤如下:
(1)将真空干燥后的单体1:1mol癸二胺、0.95mol对苯二甲酸、0.05mol十二烷二酸中加入到搅拌式聚合反应器中,同时加入单体1总重量的4%的聚酯酰胺、1.5%的苯甲酸、0.2%的N,N'-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二酰胺、加入100mL水作为传质传热的介质;然后抽真空5min,通氮气5min,如此循环6次,使反应物存在于氮气保护下的环境中,控制搅拌式聚合反应器内系统压力为0.3MPa;
(2)在3小时内将搅拌式聚合反应器密闭匀速加热至275℃,调节搅拌式聚合反应器的搅拌速度为40r/min,其中,当搅拌式聚合反应器温度达到215℃时,放气至2.0MPa,并维持压力在2.0MPa,反应1.5小时后,放气至常压,同时升温至315℃下继续反应1.5小时后,得到耐高温共聚酰胺树脂预聚物;
(3)将步骤(2)得到的耐高温共聚酰胺树脂预聚物在315℃下持续抽真空0.5小时后,得到耐高温共聚酰胺树脂;
上述制备得到的耐高温共聚酰胺树脂预聚物(PA10T/1012预聚物)的特性黏度为0.52dL/g、熔融温度为288℃,耐高温共聚酰胺树脂(PA10T/1012)的特性黏度为0.88dL/g、熔融温度为297℃。
本实施例一种耐高温共聚酰胺组合物,由如下原料制备而成:
耐高温共聚酰胺树脂预聚物(PA10T/1012预聚物)20份,
耐高温共聚酰胺树脂(PA10T/1012)80份,
耐高温共聚酰胺树脂预聚物与耐高温共聚酰胺树脂的重量份总和为100份,
上述耐高温共聚酰胺组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)将所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物和耐高温共聚酰胺树脂置于90℃,干燥5小时后,冷却,将冷却后的耐高温共聚酰胺树脂预聚物、耐高温共聚酰胺树脂,以及甲苯二异氰酸酯(TDI)、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉(PBO)、N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯、抗滴落剂(聚四氟乙烯)和二甲基硅油加入到高速搅拌机中进行混合;
(2)将偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、无碱玻璃纤维和N,N'-亚乙基双硬脂酰胺加入到另一台高速搅拌机中进行混合;
(3)将步骤(1)混合好的混合料经喂料器加入平行双螺杆挤出机中,并在平行双螺杆挤出机(共八区)的侧向(第四区)加入步骤(2)混合好的混合物进行熔融挤出,造粒,工艺参数如下:一区温度为265℃,二区温度为295℃,三区温度为300℃,四区温度为305℃,五区温度为305℃,六区温度为305℃,七区温度为305℃,八区温度为305℃,模头温度为300℃,螺杆转速为200rpm。
所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹,螺杆长度L和直径D之比L/D为50,所述螺杆上设有2个啮合块区和1个反螺纹区。
实施例3
本实施例中所使用的耐高温共聚酰胺树脂预聚物及耐高温共聚酰胺树脂的原料构成以及合成步骤如下:
(1)将真空干燥后的单体1:1mol癸二胺、0.95mol对苯二甲酸、0.05mol癸二酸加入到搅拌式聚合反应器中,同时加入单体1总重量的4%的聚酯酰胺、1.5%的苯甲酸、0.2%的N,N'-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二酰胺、加入100mL水作为传质传热的介质;然后抽真空5min,通氮气5min,如此循环6次,使反应物存在于氮气保护下的环境中,控制搅拌式聚合反应器内系统压力为0.3MPa;
(2)在3小时内将搅拌式聚合反应器密闭匀速加热至275℃,调节搅拌式聚合反应器的搅拌速度为40r/min,其中,当搅拌式聚合反应器温度达到215℃时,放气至2.0MPa,并维持压力在2.0MPa,反应1.5小时后,放气至常压,同时升温至315℃下继续反应1.5小时后,得到耐高温共聚酰胺树脂预聚物;
(3)将步骤(2)得到的耐高温共聚酰胺树脂预聚物在315℃下持续抽真空0.5小时后,得到耐高温共聚酰胺树脂;
上述制备得到的耐高温共聚酰胺树脂预聚物(PA10T/1010预聚物)的特性黏度为0.5dL/g、熔融温度为289℃,耐高温共聚酰胺树脂(PA10T/1010)的特性黏度为0.86dL/g、熔融温度为299℃。
本实施例一种耐高温共聚酰胺组合物,由如下原料制备而成:
耐高温共聚酰胺树脂预聚物(PA10T/1010预聚物) 15份,
耐高温共聚酰胺树脂(PA10T/1010) 85份,
耐高温共聚酰胺树脂预聚物与耐高温共聚酰胺树脂的重量份总和为100份,
上述耐高温共聚酰胺组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)将所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物和耐高温共聚酰胺树脂置于90℃,干燥5小时后,冷却,将冷却后的耐高温共聚酰胺树脂预聚物、耐高温共聚酰胺树脂,以及甲苯二异氰酸酯(TDI)、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉(PBO)、N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯、抗滴落剂(聚四氟乙烯)和二甲基硅油加入到高速搅拌机中进行混合;
(2)将偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、无碱玻璃纤维和N,N'-亚乙基双硬脂酰胺加入到另一台高速搅拌机中进行混合;
(3)将步骤(1)混合好的混合料经喂料器加入平行双螺杆挤出机中,并在平行双螺杆挤出机(共八区)的侧向(第四区)加入步骤(2)混合好的混合物进行熔融挤出,造粒,工艺参数如下:一区温度为290℃,二区温度为305℃,三区温度为310℃,四区温度为310℃,五区温度为310℃,六区温度为310℃,七区温度为310℃,八区温度为310℃,模头温度为305℃,螺杆转速为400rpm。
所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹,螺杆长度L和直径D之比L/D为45,所述螺杆上设有2个啮合块区和1个反螺纹区。
实施例4
本实施例中所使用的耐高温共聚酰胺树脂预聚物及耐高温共聚酰胺树脂的原料构成以及合成步骤同实施例3。
本实施例一种耐高温共聚酰胺组合物,由如下原料制备而成:
耐高温共聚酰胺树脂预聚物(PA10T/1010预聚物) 10份,
耐高温共聚酰胺树脂(PA10T/1010) 90份,
耐高温共聚酰胺树脂预聚物与耐高温共聚酰胺树脂的重量份总和为100份,
上述耐高温共聚酰胺组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)将所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物和耐高温共聚酰胺树脂置于90℃,干燥5小时后,冷却,将冷却后的耐高温共聚酰胺树脂预聚物、耐高温共聚酰胺树脂,以及甲苯二异氰酸酯(TDI)、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉(PBO)、N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯、抗滴落剂(聚四氟乙烯)和二甲基硅油加入到高速搅拌机中进行混合;
(2)将偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、无碱玻璃纤维和N,N'-亚乙基双硬脂酰胺加入到另一台高速搅拌机中进行混合;
(3)将步骤(1)混合好的混合料经喂料器加入平行双螺杆挤出机中,并在平行双螺杆挤出机(共八区)的侧向(第四区)加入步骤(2)混合好的混合物进行熔融挤出,造粒,工艺参数如下:一区温度为285℃,二区温度为300℃,三区温度为305℃,四区温度为310℃,五区温度为310℃,六区温度为310℃,七区温度为305℃,八区温度为305℃,模头温度为300℃,螺杆转速为300rpm。
所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹,螺杆长度L和直径D之比L/D为40,所述螺杆上设有2个啮合块区和1个反螺纹区。
实施例5
本实施例中所使用的耐高温共聚酰胺树脂预聚物及耐高温共聚酰胺树脂的原料构成以及合成步骤同实施例3。
本实施例一种耐高温共聚酰胺组合物,由如下原料制备而成:
耐高温共聚酰胺树脂预聚物(PA10T/1010预聚物) 10份,
耐高温共聚酰胺树脂(PA10T/1010) 90份,
耐高温共聚酰胺树脂预聚物与耐高温共聚酰胺树脂的重量份总和为100份,
上述耐高温共聚酰胺组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)将所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物和耐高温共聚酰胺树脂置于90℃,干燥5小时后,冷却,将冷却后的耐高温共聚酰胺树脂预聚物、耐高温共聚酰胺树脂,以及甲苯二异氰酸酯(TDI)、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉(PBO)、N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯、抗滴落剂(聚四氟乙烯)和二甲基硅油加入到高速搅拌机中进行混合;
(2)将偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、无碱玻璃纤维和N,N'-亚乙基双硬脂酰胺加入到另一台高速搅拌机中进行混合;
(3)将步骤(1)混合好的混合料经喂料器加入平行双螺杆挤出机中,并在平行双螺杆挤出机(共八区)的侧向(第四区)加入步骤(2)混合好的混合物进行熔融挤出,造粒,工艺参数如下:一区温度为285℃,二区温度为300℃,三区温度为305℃,四区温度为310℃,五区温度为310℃,六区温度为310℃,七区温度为305℃,八区温度为305℃,模头温度为300℃,螺杆转速为300rpm。
所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹,螺杆长度L和直径D之比L/D为40,所述螺杆上设有2个啮合块区和1个反螺纹区。
实施例6
本实施例中所使用的耐高温共聚酰胺树脂预聚物及耐高温共聚酰胺树脂的原料构成以及合成步骤同实施例3。
本实施例一种耐高温共聚酰胺组合物,由如下原料制备而成:
耐高温共聚酰胺树脂预聚物(PA10T/1010预聚物) 10份,
耐高温共聚酰胺树脂(PA10T/1010) 90份,
耐高温共聚酰胺树脂预聚物与耐高温共聚酰胺树脂的重量份总和为100份,
上述耐高温共聚酰胺组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)将所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物和耐高温共聚酰胺树脂置于90℃,干燥5小时后,冷却,将冷却后的耐高温共聚酰胺树脂预聚物、耐高温共聚酰胺树脂,以及甲苯二异氰酸酯(TDI)、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉(PBO)、N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯、抗滴落剂(聚四氟乙烯)和二甲基硅油加入到高速搅拌机中进行混合;
(2)将偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、无碱玻璃纤维和N,N'-亚乙基双硬脂酰胺加入到另一台高速搅拌机中进行混合;
(3)将步骤(1)混合好的混合料经喂料器加入平行双螺杆挤出机中,并在平行双螺杆挤出机(共八区)的侧向(第四区)加入步骤(2)混合好的混合物进行熔融挤出,造粒,工艺参数如下:一区温度为285℃,二区温度为300℃,三区温度为305℃,四区温度为310℃,五区温度为310℃,六区温度为310℃,七区温度为305℃,八区温度为305℃,模头温度为300℃,螺杆转速为300rpm。
所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹,螺杆长度L和直径D之比L/D为40,所述螺杆上设有2个啮合块区和1个反螺纹区。
对比例1
本对比例中所使用的耐高温共聚酰胺树脂的原料构成以及合成步骤同实施例3。
本对比例一种耐高温共聚酰胺组合物,由如下原料制备而成:
上述耐高温共聚酰胺组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)将所述耐高温共聚酰胺树脂置于90℃,干燥5小时后,冷却,将冷却后的耐高温共聚酰胺树脂,以及N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯、抗滴落剂(聚四氟乙烯)和二甲基硅油加入到高速搅拌机中进行混合;
(2)将偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、无碱玻璃纤维和N,N'-亚乙基双硬脂酰胺加入到另一台高速搅拌机中进行混合;
(3)将步骤(1)混合好的混合料经喂料器加入平行双螺杆挤出机中,并在平行双螺杆挤出机(共八区)的侧向(第四区)加入步骤(2)混合好的混合物进行熔融挤出,造粒,工艺参数如下:一区温度为285℃,二区温度为300℃,三区温度为305℃,四区温度为310℃,五区温度为310℃,六区温度为310℃,七区温度为305℃,八区温度为305℃,模头温度为300℃,螺杆转速为300rpm。
所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹,螺杆长度L和直径D之比L/D为40,所述螺杆上设有2个啮合块区和1个反螺纹区。
对比例2
本对比例中所使用的耐高温共聚酰胺树脂预聚物及耐高温共聚酰胺树脂的原料构成以及合成步骤同实施例3。
本对比例一种耐高温共聚酰胺组合物,由如下原料制备而成:
耐高温共聚酰胺树脂预聚物(PA10T/1010预聚物) 10份,
耐高温共聚酰胺树脂(PA10T/1010) 90份,
耐高温共聚酰胺树脂预聚物与耐高温共聚酰胺树脂的重量份总和为100份,
上述耐高温共聚酰胺组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)将所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物和耐高温共聚酰胺树脂置于90℃,干燥5小时后,冷却,将冷却后的耐高温共聚酰胺树脂预聚物、耐高温共聚酰胺树脂,以及N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯、抗滴落剂(聚四氟乙烯)和二甲基硅油加入到高速搅拌机中进行混合;
(2)将偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、无碱玻璃纤维和N,N'-亚乙基双硬脂酰胺加入到另一台高速搅拌机中进行混合;
(3)将步骤(1)混合好的混合料经喂料器加入平行双螺杆挤出机中,并在平行双螺杆挤出机(共八区)的侧向(第四区)加入步骤(2)混合好的混合物进行熔融挤出,造粒,工艺参数如下:一区温度为285℃,二区温度为300℃,三区温度为305℃,四区温度为310℃,五区温度为310℃,六区温度为310℃,七区温度为305℃,八区温度为305℃,模头温度为300℃,螺杆转速为300rpm。
所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹,螺杆长度L和直径D之比L/D为40,所述螺杆上设有2个啮合块区和1个反螺纹区。
对比例3
本对比例中所使用的耐高温共聚酰胺树脂预聚物及耐高温共聚酰胺树脂的原料构成以及合成步骤同实施例3。
本对比例一种耐高温共聚酰胺组合物,由如下原料制备而成:
耐高温共聚酰胺树脂预聚物(PA10T/1010预聚物) 10份,
耐高温共聚酰胺树脂(PA10T/1010) 90份,
耐高温共聚酰胺树脂预聚物与耐高温共聚酰胺树脂的重量份总和为100份,
上述耐高温共聚酰胺组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)将所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物和耐高温共聚酰胺树脂置于90℃,干燥5小时后,冷却,将冷却后的耐高温共聚酰胺树脂预聚物、耐高温共聚酰胺树脂,以及甲苯二异氰酸酯(TDI)、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉(PBO)、N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯、抗滴落剂(聚四氟乙烯)和二甲基硅油加入到高速搅拌机中进行混合;
(2)将步骤(1)混合好的混合料经喂料器加入平行双螺杆挤出机中,并在平行双螺杆挤出机(共八区)的侧向(第四区)加入无碱玻璃纤维进行熔融挤出,造粒,工艺参数如下:一区温度为285℃,二区温度为300℃,三区温度为305℃,四区温度为310℃,五区温度为310℃,六区温度为310℃,七区温度为305℃,八区温度为305℃,模头温度为300℃,螺杆转速为300rpm。
所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹,螺杆长度L和直径D之比L/D为40,所述螺杆上设有2个啮合块区和1个反螺纹区。
对比例4
本对比例中所使用的耐高温共聚酰胺树脂预聚物及耐高温共聚酰胺树脂的原料构成以及合成步骤同实施例3。
本对比例一种耐高温共聚酰胺组合物,由如下原料制备而成:
耐高温共聚酰胺树脂预聚物(PA10T/1010预聚物) 10份,
耐高温共聚酰胺树脂(PA10T/1010) 90份,
耐高温共聚酰胺树脂预聚物与耐高温共聚酰胺树脂的重量份总和为100份,
上述耐高温共聚酰胺组合物的制备方法,包括以下步骤:
(1)将所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物和耐高温共聚酰胺树脂置于90℃,干燥5小时后,冷却,将冷却后的耐高温共聚酰胺树脂预聚物、耐高温共聚酰胺树脂,以及甲苯二异氰酸酯(TDI)、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉(PBO)、N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯、抗滴落剂(聚四氟乙烯)和二甲基硅油加入到高速搅拌机中进行混合;
(2)将偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、无碱玻璃纤维和N,N'-亚乙基双硬脂酰胺加入到另一台高速搅拌机中进行混合;
(3)将步骤(1)混合好的混合料经喂料器加入平行双螺杆挤出机中,并在平行双螺杆挤出机(共八区)的侧向(第四区)加入步骤(2)混合好的混合物进行熔融挤出,造粒,工艺参数如下:一区温度为285℃,二区温度为300℃,三区温度为305℃,四区温度为310℃,五区温度为310℃,六区温度为310℃,七区温度为305℃,八区温度为305℃,模头温度为300℃,螺杆转速为300rpm。
所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为双线螺纹,螺杆长度L和直径D之比L/D为30,所述螺杆上设有2个啮合块区和1个反螺纹区。
以下为实施例与对比例一览表:
表1实施例与对比例原料组成重量份一览表
以上实施例与对比例的N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯、抗滴落剂(聚四氟乙烯)和二甲基硅油分别为0.15份、0.15份、1份、0.2份。
将上述各例子所制塑料件试样进行以下性能测试(结果如表2所示):
流动性能:按GB/T 3682-2000标准测试,测试温度309℃,载荷1.2kg;
拉伸性能:按GB/T 1040.1-2006标准测试,拉伸速率10mm/min;
弯曲性能:按GB/T 9341-2008标准测试,弯曲速率10mm/min;
吸水性能:按GB/T 1034-2008标准测试,测试时间24h。
表2实施例与对比例性能一览表
从实施例1~6中可以看出,耐高温共聚酰胺树脂预聚物的加入量越多,其耐高温共聚酰胺树脂组合物的熔融指数越大,加工性能越好;无碱玻璃纤维的加入量越多,其耐高温共聚酰胺树脂组合物的拉伸强度和弯曲强度越大,但同时产生浮纤的可能性越大;各实施例的吸水率变化不大。综合以上因素,实施例6的综合性能最佳。
与实施例6进行比较,对比例1为未添加耐高温共聚酰胺树脂预聚物的耐高温共聚酰胺树脂组合物,其熔融指数仅为4g/10min(测试温度309℃,载荷1.2kg),加工性能不佳;对比例2为未添加甲苯二异氰酸酯(TDI)、2,2'-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉(PBO)的耐高温共聚酰胺树脂组合物,其部分较低特性黏度的耐高温共聚酰胺树脂预聚物对耐高温共聚酰胺树脂组合物的拉伸性能和弯曲性能造成了不良的影响;对比例3为未添加偶联剂、N,N'-亚乙基双硬脂酰胺的耐高温共聚酰胺树脂组合物,其耐高温共聚酰胺树脂组合物表面的浮纤现象增加,树脂组合物与无碱玻璃纤维相容性不佳,从而对树脂组合物的拉伸性能和弯曲性能造成了不良的影响;对比例4的平行双螺杆挤出机的螺杆形状为双线螺纹,螺杆长度L和直径D之比L/D为30,而实施例6的平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹,螺杆长度L和直径D之比L/D为40,通过对比可以发现,采用实施例6所述的平行双螺杆挤出机的螺杆参数,其制备得到的耐高温共聚酰胺树脂组合物的加工性能、拉伸性能、弯曲性能和吸水性能得到很大改善,获得高流动性、高拉伸强度和低吸水率的耐高温共聚酰胺树脂组合物的有益效果。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种耐高温共聚酰胺组合物,其特征在于,由以下重量份的原料制备而成:
所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物的特性黏度为0.4~0.6dL/g;所述耐高温共聚酰胺树脂的特性黏度为0.7~1.0dL/g;
所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物及耐高温共聚酰胺树脂由单体1和聚酯酰胺共聚而成,所述单体1为摩尔比为1∶0.9~0.99∶0.01~0.1的癸二胺、对苯二甲酸、脂肪族二元酸,且所述癸二胺与对苯二甲酸和脂肪族二元酸两者用量和的摩尔比为1,所述脂肪族二元酸为己二酸、癸二酸、十二烷二酸中的一种,所述聚酯酰胺加入量为所述单体1总重量的1~8%;
所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷中的至少一种;
所述无碱玻璃纤维的长度为2~4mm,直径为9~11μm;
所述抗滴落剂为含氟聚合物;
所述聚酯酰胺具有如下式II结构:
式II中,x=10~200,y=10~200,z=10~100;
所述耐高温共聚酰胺组合物的制备中所使用的平行双螺杆挤出机的螺杆性状必须为单线螺纹,螺杆长度L和直径D之比L/D为35~50。
2.根据权利要求1所述的耐高温共聚酰胺组合物,其特征在于,由以下重量份的原料制备而成:
3.根据权利要求1或2所述的耐高温共聚酰胺组合物,其特征在于,所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物的特性黏度为0.45~0.55dL/g;所述耐高温共聚酰胺树脂的特性黏度为0.75~0.95dL/g。
4.根据权利要求1或2所述的耐高温共聚酰胺组合物,其特征在于,所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种;所述抗滴落剂为聚四氟乙烯。
5.根据权利要求1所述的耐高温共聚酰胺组合物,其特征在于,所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物及耐高温共聚酰胺树脂由以下合成方法制得:
(1)将真空干燥后的所述单体1加入到搅拌式聚合反应器中,同时加入所述聚酰胺酯,以及分子量调节剂、抗氧剂、水;然后抽真空4~6min,通氮气4~6min,如此循环5~7次,使反应物存在于氮气保护下的环境中,控制所述搅拌式聚合反应器内系统压力为0.2~0.3MPa;
(2)在2~4小时内将所述搅拌式聚合反应器密闭匀速加热至272~280℃,调节所述搅拌式聚合反应器的搅拌速度为30~50r/min,其中,当所述搅拌式聚合反应器温度达到215℃时,放气至2.0MPa,并维持压力在2.0MPa,反应1~2小时后,放气至常压,同时升温至310~320℃下继续反应1~2小时后,得到所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物;
(3)将步骤(2)得到的所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物在310~320℃下持续抽真空0.3~1小时后,得到所述耐高温共聚酰胺树脂;
所述分子量调节剂是加入量为所述单体1总重量的0.1~3%的苯甲酸;所述抗氧剂是加入量为所述单体1总重量的0.1~0.3%的N,N′-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二酰胺;水适量。
6.一种权利要求1~5任一项所述的耐高温共聚酰胺组合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物和耐高温共聚酰胺树脂置于80~100℃,干燥4~12小时后,冷却,将冷却后的耐高温共聚酰胺树脂预聚物、耐高温共聚酰胺树脂,以及所述甲苯二异氰酸酯、2,2′-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉、N,N′-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯、抗滴落剂和二甲基硅油加入到高速搅拌机中进行混合;
(2)将所述偶联剂、无碱玻璃纤维和N,N′-亚乙基双硬脂酰胺加入到另一台高速搅拌机中进行混合;
(3)将步骤(1)混合好的混合料经喂料器加入平行双螺杆挤出机中,并在平行双螺杆挤出机的侧向加入步骤(2)混合好的混合物进行熔融挤出,造粒,工艺参数如下:一区温度为265~295℃,二区温度为295~310℃,三区温度为300~315℃,四区温度为305~315℃,五区温度为305~315℃六区温度为305~315℃,七区温度为305~315℃,八区温度为305~315℃,模头温度为300~310℃,螺杆转速为200~600rpm。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中将所述耐高温共聚酰胺树脂预聚物和耐高温共聚酰胺树脂置于90℃,干燥4~6小时;所述步骤(3)中的工艺参数为:一区温度为265~290℃,二区温度为295~305℃,三区温度为300~310℃,四区温度为305~310℃,五区温度为305~310℃,六区温度为305~310℃,七区温度为305~310℃,八区温度为305~310℃,模头温度为300~305℃,螺杆转速为200~400rpm。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法,其特征在于,所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹;螺杆长度L和直径D之比L/D为35~50;所述螺杆上设有1个以上的啮合块区和1个以上的反螺纹区。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述螺杆长度L和直径D之比L/D为35~45;所述螺杆上设有2个啮合块区和1个反螺纹区。
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