CN108467583A - 一种耐低温超韧尼龙6材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐低温超韧尼龙6材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐低温超韧尼龙6材料及其制备方法。该耐低温超韧尼龙6材料，由以下质量百分比的原料组成：PA6树脂40～70％；Surlyn树脂20～35％；增韧剂20～30％；抗氧剂0.2～0.6％；加工助剂0.3～1％。由本发明制得的耐低温超韧尼龙6材料具有良好的低温冲击性能和较好的韧性，无毒且环保，能够满足特殊领域的要求，可应用于家用电器外壳、汽车配件等。

Description

一种耐低温超韧尼龙6材料及其制备方法
[技术领域]
本发明涉及高分子材料中工程塑料改性技术领域，尤其涉及一种低温超韧尼龙材料及其制备方法。
[背景技术]
聚酰胺(PA6)是一种综合性能优良的工程塑料，具有较好的力学性能、耐磨性、耐应力开裂、熔体流动性等优点，具有较高的耐磨性和自润滑性，被广泛应用于汽车、电子、电器等领域。但是在低温条件下使用过程中容易发生断裂，严重影响产品的使用性能，特别是薄制件产品，限制了其在工程塑料中的应用。
Surlyn树脂是是乙烯甲基丙烯酸为基的离子聚合物，其具有良好的低温抗冲击性能和韧性、优异的抗磨性、耐刮擦性能，良好的抗化学腐蚀性能，良好的色稳定性。
如将PA6和Surlyn树脂两者进行共混，具有重要的实际指导意义，可制得在低温下具有优异的低温冲击性能和良好韧性的材料，且该材料无毒、环保，能够满足特殊领域的要求，可被广泛应用于塑料各个领域。
[发明内容]
本发明提供了一种耐低温超韧尼龙6材料及其制备方法，以改善PA6树脂在低温条件下的冲击性能，保证材料的使用性能；同时该材料可通过注塑直接成型，生产效率高。
为了实现上述目的，本发明提供一种耐低温超韧尼龙6材料，由以下质量百分比的原料组成：
其中，所述增韧剂为马来酸酐接枝POE或酸酐改性的乙烯共聚物中的一种或两种；所述加工助剂为TAF(改性乙撑双脂肪酸酰胺)或硅酮粉中的一种。
在一个优选实施方式中，所述PA6树脂的特性粘度为2.4～2.8dL/g。
在一个优选实施方式中，所述抗氧剂由主抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基) 丙酸]季戊四醇酯和辅抗氧剂亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯混合而成。
本发明还提供一种耐低温超韧尼龙6材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照权利要求1所述的质量百分比称取各组分原料，并将称取的PA6树脂置于80～ 100℃下干燥时间4～6h，将称取的Surlyn树脂、增韧剂、抗氧剂及加工助剂置于60～80℃下干燥2～4h；
(2)将干燥后的PA6树脂、Surlyn树脂、增韧剂、抗氧剂和加工助剂在高速混合机中混合均匀；
(3)将步骤(2)中混匀后的物料加入到挤出机的料斗中，经挤出机熔融共混并挤出、冷却、切粒。
在一个优选实施方式中，所述挤出机为双螺杆挤出机，螺杆直径为65mm，螺杆的长径比为40:1，螺杆转速控制在250～350r/min。
在一个优选实施方式中，所述挤出机的混合熔融温度设置为：一区200～210℃；二区 210～220℃；三区220～230℃；四区220～230℃；五区225～230℃；六区225～230℃；七区230～240℃；八区230～240℃；机头温度230～240℃。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：采用PA6树脂和Surlyn树脂共混制备，大大提高了PA6材料的低温条件下的冲击性能，同时材料无毒且环保，能够满足特殊领域的应用要求。
[具体实施方式]
本发明提供一种耐低温超韧尼龙6材料，由以下质量百分比的原料组成：
其中，所述增韧剂为马来酸酐接枝POE或酸酐改性的乙烯共聚物中的一种或两种；所述加工助剂为TAF或硅酮粉中的一种。所述PA6树脂的特性粘度为2.4～2.8dL/g。所述抗氧剂由主抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和辅抗氧剂亚磷酸三(2， 4-二叔丁基苯基)酯混合而成。
本发明提供一种耐低温超韧尼龙6材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照权利要求1所述的质量百分比称取各组分原料，并将称取的PA6树脂置于80～ 100℃下干燥时间4～6h，将称取的Surlyn树脂、增韧剂、抗氧剂及加工助剂置于60～80℃下干燥2～4h；
(2)将干燥后的PA6树脂、Surlyn树脂、增韧剂、抗氧剂和加工助剂在高速混合机中混合均匀；
(3)将步骤(2)中混匀后的物料加入到挤出机的料斗中，经挤出机熔融共混并挤出、冷却、切粒。
其中，所述挤出机为双螺杆挤出机，螺杆直径为65mm，螺杆的长径比为40:1，螺杆转速控制在250～350r/min。所述挤出机的混合熔融温度设置为：一区200～210℃；二区210～ 220℃；三区220～230℃；四区220～230℃；五区225～230℃；六区225～230℃；七区230～ 240℃；八区230～240℃；机头温度230～240℃。
具体的，所述PA6树脂的牌号为BL3280H，特性粘度为2.6dL/g；所述Surlyn树脂为杜邦公司生产的乙烯甲基丙烯酸离子聚合物，牌号为8940；所述增韧剂为马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物(POE-g-MAH)和酸酐改性的乙烯共聚物，所述酸酐改性的乙烯共聚物为杜邦公司生产的N493；所述抗氧剂为巴斯夫公司生产的AT1010和AT168。
下面结合具体实施例对本发明做详细地阐述：
实施例一
称取PA6树脂59.3kg，Surlyn树脂20kg，增韧剂20kg(其中包括10kg的POE-g-MAH和10kg的N493)，抗氧剂0.2kg(其中包括0.1kg的主抗氧剂AT1010和0.1kg的辅抗氧剂AT168)，TAF0.5kg。将PA6树脂在95℃下干燥时间5h，其它组分在70℃下干燥3h；然后在高速混合机中搅拌15min。再将混合均匀的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，控制各段温度为：一区210℃；二区220℃；三区220℃；四区225℃；五区230℃；六区230℃；七区230℃；八区 240℃；机头温度240℃。螺杆转速控制在320r/min，挤出后冷却、切粒、干燥。
实施例二
称取PA6树脂49.3kg，Surlyn树脂20kg，增韧剂30kg(包括15kg的POE-g-MAH和15kg的N493)，抗氧剂0.2kg(其中包括0.1kg的主抗氧剂AT1010和0.1kg的辅抗氧剂AT168)，TAF0.5kg。将PA6树脂在95℃下干燥时间5h，其它组分在70℃下干燥3h；然后在高速混合机中搅拌15min；再将混合均匀的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，控制各段温度在：一区210℃；二区220℃；三区220℃；四区225℃；五区230℃；六区230℃；七区230℃；八区 240℃；机头温度240℃。螺杆转速控制在320r/min，挤出后冷却、切粒、干燥。
实施例三
称取PA6树脂49.3kg，Surlyn树脂30kg，增韧剂20kg(其中包括10kg的POE-g-MAH和10kg的N493)，抗氧剂0.2kg(其中包括0.1kg的主抗氧剂AT1010和0.1kg的辅抗氧剂AT168)，TAF0.5kg。将PA6树脂在95℃下干燥时间5h，其它组分在70℃下干燥3h；然后在高速混合机中搅拌15min。再将混合均匀的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，控制各段温度在：一区210℃；二区220℃；三区220℃；四区225℃；五区230℃；六区230℃；七区230℃；八区 240℃；机头温度240℃。螺杆转速控制在320r/min，挤出后冷却、切粒、干燥。
实施例四
称取PA6树脂44.3kg，Surlyn树脂35kg，增韧剂20kg(其中包括10kg的POE-g-MAH和10kg的N493)，抗氧剂0.2kg(其中包括0.1kg的主抗氧剂AT1010和0.1kg的辅抗氧剂AT168)，TAF0.5kg。将PA6树脂在95℃下干燥时间5h，其它组分在70℃下干燥3h；然后在高速混合机中搅拌15min。再将混合均匀的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，控制各段温度在：一区210℃；二区220℃；三区220℃；四区225℃；五区230℃；六区230℃；七区230℃；八区 240℃；机头温度240℃。螺杆转速控制在320r/min，挤出后冷却、切粒、干燥。
对比例一
称取PA6树脂69.3kg，增韧剂30kg(包括15kg的POE-g-MAH和15kg的N493)，抗氧剂0.2kg(其中包括0.1kg的主抗氧剂AT1010和0.1kg的辅抗氧剂AT168)，TAF0.5kg。将PA6 树脂在95℃下干燥时间5h，其它组分在70℃下干燥3h；然后在高速混合机中搅拌15min。再将混合均匀的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，控制各段温度在：一区210℃；二区220℃；三区220℃；四区225℃；五区230℃；六区230℃；七区230℃；八区240℃；机头温度240℃。螺杆转速控制在320r/min，挤出后冷却、切粒、干燥。
对比例二
称取PA6树脂69.3kg，Surlyn树脂30kg，抗氧剂0.2kg(其中包括0.1kg的主抗氧剂AT1010和0.1kg的辅抗氧剂AT168)，TAF0.5kg。将PA6树脂在95℃下干燥时间5h，其它组分在70℃下干燥3h；然后在高速混合机中搅拌15min。再将混合均匀的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，控制各段温度在：一区210℃；二区220℃；三区220℃；四区225℃；五区230℃；六区230℃；七区230℃；八区240℃；机头温度240℃。螺杆转速控制在320r/min，挤出后冷却、切粒、干燥。
进一步的，将实施例一至四及对比例一和对比例二所制备的耐低温超韧尼龙6材料注塑成标准样条，其性能测试结果如下表所示：
由上表数据可得，与对比例一和对比例二相比，实施例一至实施例四所得的耐低温超韧尼龙6材料的拉伸强度与弯曲强度相差不大，而在低温(-40℃)条件下的冲击性能明显较高，说明根据本发明所制备的耐低温超韧尼龙6材料具有良好的低温冲击性能和韧性。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.该耐低温超韧尼龙6材料，其特征在于，按质量百分比由以下组分组成：
其中，所述增韧剂为马来酸酐接枝POE或酸酐改性的乙烯共聚物中的一种或两种；所述加工助剂为TAF或硅酮粉中的一种。
2.根据权利要求1所述的耐低温超韧尼龙6材料，其特征在于：所述PA6树脂的特性粘度为2.4～2.8dL/g。
3.根据权利要求1所述的耐低温超韧尼龙6材料，其特征在于：所述抗氧剂由主抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和辅抗氧剂亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯混合而成。
4.一种耐低温超韧尼龙6材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照权利要求1所述的质量百分比称取各组分原料，并将称取的PA6树脂置于80～100℃下干燥时间4～6h，将称取的Surlyn树脂、增韧剂、抗氧剂及加工助剂置于60～80℃下干燥2～4h；
(2)将干燥后的PA6树脂、Surlyn树脂、增韧剂、抗氧剂和加工助剂在高速混合机中混合均匀；
(3)将步骤(2)中混匀后的物料加入到挤出机的料斗中，经挤出机熔融共混并挤出、冷却、切粒。
5.根据权利要求4所述的耐低温超韧尼龙6材料的制备方法，其特征在于：所述挤出机为双螺杆挤出机，螺杆直径为65mm，螺杆的长径比为40:1，螺杆转速控制在250～350r/min。
6.根据权利要求5所述的耐低温超韧尼龙6材料的制备方法，其特征在于：所述挤出机的混合熔融温度设置为：一区200～210℃；二区210～220℃；三区220～230℃；四区220～230℃；五区225～230℃；六区225～230℃；七区230～240℃；八区230～240℃；机头温度230～240℃。
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