CN107603118B - 一种耐磨耐热尼龙包覆料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐磨耐热尼龙包覆料及其制备方法，所述尼龙包覆料包含如下组分：基体树脂、填充油、相容剂、极性热塑性树脂、耐磨树脂、填料、抗氧剂和消光剂；所述基体树脂为氢化苯乙烯丁二烯嵌段共聚物，所述填充油为环烷油，所述相容剂为马来酸酐接枝氢化苯乙烯‑乙烯‑丁烯‑苯乙烯嵌段共聚物，所述极性热塑性树脂为乙烯丙烯酸共物，所述耐磨树脂为聚酮树脂，所述填料为碳酸钙，所述消光剂为二氧化硅微粉。本发明提供的耐磨耐热尼龙包覆料及其制备方法，通过组合使用基体树脂、热塑性树脂和耐磨树脂，并加入合适的相容剂，不但耐热耐磨均有所提高，而且大大提高粘结力，从而使柔软的弹性体材料能牢固地包覆在尼龙的表面，有效延长其使用寿命。

Description

一种耐磨耐热尼龙包覆料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种尼龙包覆料及其制备方法，尤其涉及一种耐磨耐热尼龙包覆料及其制备方法。

背景技术

尼龙是由二元胺和二元酸通过缩聚反应制得，或是由内酰胺通过自聚制得。尼龙作为一种重要的工程塑料，其主要特点是机械强度高；韧性好，自润性、耐摩擦性能好；优良的耐热性，可在150℃高温环境下长期的使用；优异的电绝缘性能，尼龙的体积电阻很高，耐击穿电压高，是优良的电器绝缘材料。由于这些优良的性能，所以其广泛用于汽车工业、电气电子工业、交通运输业、机械制造业、电线电缆通讯业、薄膜及日常用品。

但是由尼龙材料制成的产品，尤其是用在与人体直接接触的工具领域(如工具手柄，汽车排档杆等)产品，其表面往往较硬而光滑，在使用中常常会从使用者手中滑落，造成不便。比如冲击电钻的手柄材料，一般都是玻纤改性尼龙或部分回收尼龙旧料和部分尼龙新料加玻纤改性等，由于尼龙硬度高，在使用冲击电钻时，冲击强度大、震动大，很容易造成手掌皮肤破裂而受伤，于是，在尼龙表面包上一层软胶以降低产品的光滑度，防滑，改善与人体的亲和性便成为解决这一缺陷的首选。通常业界采用在尼龙材料表面射粘一层热塑性弹性体的方式来实现。射粘尼龙的热塑性弹性体广泛应用于以尼龙为基材的工具手柄、汽车排档杆等，具有良好的手感，增加使用者的舒适性，有很好的握着性，减少因为长时间使用而产生的疲劳，防滑，并使产品有更好的外观，提高了产品的档次。SEBS热塑性弹性体是最常用的弹性体之一，但SEBS是弱极性材料，尼龙是极性材料，将普通SEBS射粘包覆在尼龙表面，剥离强度很低，很容易脱落。

尼龙材料本身具有耐热、耐磨耗的特性，采用尼龙材料制成的产品往往需要置于高温环境下使用，而且会经常与周围物件产生刮磨，而包胶料较软，耐磨性能和耐温性能都比较差，在上述恶劣环境下使用往往导致其使用寿命缩短。比如中国专利文献CN105199404B中公开的尼龙包覆料，采用的是SEBS热塑性弹性体与聚丙烯加相容剂的共混体系，具有一定的耐油性能，但没有说明其有较好耐磨耗性能。各种手柄在使用过程中，会经常遭遇刮蹭、磨损等环境，如果材料具有良好的耐磨性，会提高产品的质量，延长产品的使用寿命。中国专利文件CN 102432976 B中公开的尼龙包覆料，采用SEBS热塑性弹性体与聚氨酯、聚酰胺共聚物加相容剂的共混体系，对尼龙制品表面预处理后，粘接牢，但聚氨酯与SEBS热塑性弹性体共混后，其耐磨性能基本丧失，而且含聚氨酯产品由于容易吸潮水解，所以加工性能不稳定，必须采取烘干等预防措施。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种耐磨耐热尼龙包覆料及其制备方法，能够大大提高尼龙包胶料的粘结强度，耐磨性和耐热性能，并有效延长其使用寿命。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种耐磨耐热尼龙包覆料，包含如下组分：基体树脂、填充油、相容剂、极性热塑性树脂、耐磨树脂、填料、抗氧剂和消光剂。

上述的耐磨耐热尼龙包覆料，其中，各组份的重量份数比如下：基体树脂20-30、填充油20-35、相容剂5-20、极性热塑性树脂10-25、耐磨树脂5-20、填料15-35、抗氧剂0.1-0.5、消光剂0-2。

上述的耐磨耐热尼龙包覆料，其中，各组分的重量份数比如下：基体树脂20、填充油30、相容剂15、极性热塑性树脂20、耐磨树脂15、填料25、抗氧剂0.25。

上述的耐磨耐热尼龙包覆料，其中，所述抗氧剂包含主抗氧剂和辅助抗氧剂，所述主抗氧剂为抗氧剂1010，份数为0.1，所述辅助抗氧剂为抗氧剂168，份数为0.15。

上述的耐磨耐热尼龙包覆料，其中，所述基体树脂为氢化苯乙烯丁二烯嵌段共聚物，所述耐磨树脂为聚酮树脂。

上述的耐磨耐热尼龙包覆料，其中，所述填充油为环烷油。

上述的耐磨耐热尼龙包覆料，其中，所述相容剂为马来酸酐接枝氢化苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。

上述的耐磨耐热尼龙包覆料，其中，所述极性热塑性树脂为乙烯丙烯酸共聚物。

上述的耐磨耐热尼龙包覆料，其中，所述填料为碳酸钙，所述消光剂为二氧化硅微粉。

本发明为解决上述技术问题还提供一种上述耐磨耐热尼龙包覆料的制备方法，其中，包括如下步骤：先将基体树脂和填充油按一定比例充分混合均匀放置12小时以上；然后将该充油型嵌段共聚物树脂与相容剂、极性热塑性树脂、耐磨树脂、填料、消光剂、抗氧剂在混合机中混合均匀，混合后的物料由喂料器均匀送入双螺杆挤出机中；接着将双螺杆挤出机的温度设定在180-260℃之间，混合后的物料经双螺杆高速剪切、混炼塑化；最后由挤出机水环机头挤出成型，经过切粒、脱水和包装后得到耐磨耐热尼龙包覆料。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的耐磨耐热尼龙包覆料及其制备方法，通过组合使用基体树脂、极性热塑性树脂和耐磨树脂，并加入合适的相容剂，不但耐热耐磨均有所提高，拓宽了产品使用环境，而且出乎意料的大大提高粘结力，从而使柔软的弹性体材料能牢固地包覆在尼龙的表面，有效延长其使用寿命。本发明采用的组分不会吸潮水解，使用时不需要预处理，保证了尼龙包覆产品的质量稳定性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例中所采用的测试标准、测试条件及测试仪器如下：

硬度：根据ASTM D2240，在室温下使用LS-A橡胶邵氏A硬度计测量；

熔融指数：根据ASTM D1238，使用熔体流动速率仪测量，测试温度200℃，测试载荷5kg；

拉伸强度/断裂伸长率：根据ASTM D412，在室温下使用电子拉力机测量，其中拉伸速率为500mm/min；

剥离强度：通过二次注塑成型(230℃～260℃)包覆玻纤增强尼龙(PA+30％GF)，室温放置24小时后，在室温下使用电子拉力机以180°角度剥离TPE材料与玻纤增强尼龙(PA+30％GF)材料的包覆面，其中剥离速率为100mm/min；

DIN磨耗测试：根据DIN 53516，载荷5N，行程40m；

热变形测试：根据GB/T8815-2008，120℃，4h；

热空气老化测试：根据ASTM D3045，100℃，168h。

本发明提供的耐磨耐热尼龙包覆料，包括如下组分：

制备步骤如下：

先将基体树脂和填充油按一定比例充分混合均匀放置12小时以上，得到充油型嵌段共聚物树脂；

然后将该充油型嵌段共聚物树脂与相容剂、极性热塑性树脂、耐磨树脂、填料、消光剂、抗氧剂在混合机中混合均匀，混合后的物料由喂料器均匀送入双螺杆挤出机中；

接着将双螺杆挤出机的温度设定在180-260℃之间，混合后的物料经双螺杆高速剪切、混炼塑化；

最后由挤出机水环机头挤出成型，经过切粒、脱水和包装后得到耐磨耐热尼龙包覆料。

本发明提供的耐磨耐热尼龙包覆料，所述基体树脂为氢化苯乙烯丁二烯嵌段共聚物，具体如SEBS如巴陵石化的YH503，美国科腾的1651等；所述填充油为环烷油，具体如新疆克拉玛依KN4006，KN4010等；所述相容剂为马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物MAH-SEBS，具体如美国科腾的FG1901、FG1924等；所述极性热塑性树脂为乙烯丙烯酸共聚物EAA，具体如美国埃克森美孚的EAA5050；所述耐磨树脂为聚酮树脂POK，具体如韩国晓星M330A；所述填料为碳酸钙，具体如江西广源HX1500等。下面给出具体的实施例和对比例：

抗氧剂1010，0.5，主抗氧剂，起到在常温下长期抗老化的作用，抗氧剂168，0.8，辅助抗氧剂，起到在高温加工过程中防止热氧老化的作用。

通过上述的对比例和实施例可以看出，通过基体树脂SEBS、极性热塑性树脂EAA和聚酮树脂POK的组合使用，并加入合适的相容剂，拉伸强度、剥离强度和耐热性能明显提升，而DIN磨耗明显降低。

对比例2中单独使用EAA5050，与SEBS基体树脂的相容性比较差，共混后材料拉伸强度很低，只有3.2MPa，发生本体破坏的临界力值要小于其剥离力，所以剥离测试时发生是本体破坏，剥离强度只有4.7kN/m。

对比例3中单独使用M330A，其与尼龙的粘附效果也不是很好，剥离强度只有4.5kN/m。

对比例4中，将EAA5050和聚氨酯WHT1180组合使用，其相容性有一定提高，拉伸强度也有所提高，但可能由于聚氨酯的氨基会削弱EAA5050与尼龙的粘附性，所以其剥离强度没有明显提高，只有4.9kN/m。其DIN磨耗也没有明显提高。

而在实施例中M330A和EAA5050两种组分同时加入时，两种组分产生了协同作用，材料的本体强度达到到5.8MPa以上，剥离强度也提高到了6.2kN/m以上。而且随着M330A的加入量增加，其DIN磨耗也随之明显降低。

热变形测试和空气热老化测试体现了不同配方体系的耐热性能的差异。极性热塑性树脂EAA5050由于熔点较低(97℃)，从对比例2可以看出，加入EAA5050后虽然可以提高剥离强度，但对材料的耐热性能会产生不利影响。从对比例3及实施例1-5可以看出，随着M330A的添加量增加，材料的耐热性明显提高，不但抵消了热塑性树脂EAA5050不利影响，甚至比对比例1中加入聚丙烯的材料的耐热性能还要好一些。对比例1中，聚丙烯虽然可以提高材料的耐热变形性能，但是因为其弱极性，加入后，材料与尼龙的剥离强度较低。由此可见，在尼龙包覆料中，使用聚酮树脂和EAA树脂组合，不但可以提高材料的耐热性能和耐磨性能，而且可以保证包覆料与尼龙的粘结性，这是聚丙烯所无法比拟的。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (4)

1.一种耐磨耐热尼龙包覆料，其特征在于，

各组份的重量份数比如下：基体树脂 20-30、填充油 20-35、相容剂 5-20、极性热塑性树脂 10-25、耐磨树脂5-20、填料 15-35、抗氧剂 0.1-0.5、消光剂 0-2；

所述基体树脂为氢化苯乙烯丁二烯嵌段共聚物，所述耐磨树脂为聚酮树脂；

所述填充油为环烷油；

所述相容剂为马来酸酐接枝氢化苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物；

所述极性热塑性树脂为乙烯丙烯酸共聚物；

所述填料为碳酸钙，所述消光剂为二氧化硅微粉。

2.如权利要求1所述的耐磨耐热尼龙包覆料，其特征在于，各组分的重量份数比如下：基体树脂 20、填充油 30、相容剂10、极性热塑性树脂15、耐磨树脂15、填料 30、抗氧剂0.25。

3.如权利要求2所述的耐磨耐热尼龙包覆料，其特征在于，所述抗氧剂包含主抗氧剂和辅助抗氧剂，所述主抗氧剂为抗氧剂1010，份数为0.1，所述辅助抗氧剂为抗氧剂168，份数为0.15。

4.一种耐磨耐热尼龙包覆料的制备方法，其特征在于，所述尼龙包覆料为如权利要求1～3任一项所述的耐磨耐热尼龙包覆料，所述制备方法包括如下步骤：

先将基体树脂和填充油按一定比例充分混合均匀放置12小时以上；

然后将该充油型嵌段共聚物树脂与相容剂、极性热塑性树脂、耐磨树脂、填料、消光剂、抗氧剂在混合机中混合均匀，混合后的物料由喂料器均匀送入双螺杆挤出机中；

接着将双螺杆挤出机的温度设定在180-260℃之间，混合后的物料经双螺杆高速剪切、混炼塑化；

最后由挤出机水环机头挤出成型，经过切粒、脱水和包装后得到耐磨耐热尼龙包覆料。