CN108587141A - 一种尼龙树脂组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种尼龙树脂组合物，包括以下质量百分比的原料制成：尼龙6 50‑75％、蒙脱石13‑30％、绝缘树脂混合物7‑9％、蒙脱石改性剂1‑3％、绝缘助剂0.2‑1％、稳定剂0.2‑1.3％、硬脂酸0.3‑0.5％、白油0.3‑0.5％。本发明的有益效果：普通填料系列的尼龙6复合材料较纯尼龙6材料力学、热学性能等均有所降低，而蒙脱石/尼龙6纳米复合材料强度、热变形温度、阻隔、阻燃等性能均有较大提高；改性蒙脱石在尼龙6基体中以一维纳米层状形式存在分散，使高分子链片层的阻隔与流动方向一致，而纯尼龙6是各向同性的。

Description

一种尼龙树脂组合物
技术领域
本发明涉及尼龙材料技术领域，具体来说，涉及一种尼龙树脂组合物。
背景技术
尼龙是聚酰胺的统称，其具有优良的力学性能，化学性能，机械性能，耐腐蚀性，自润滑性，电绝缘性良好，比重小，易于加工成型，被广泛应用于汽车、电子电器，机械仪器仪表等领域，是五大通用工程塑料中产量最大、品种最多、应用最广、综合性能最优良的挤出树脂。在聚酰胺树脂中，尼龙6和尼龙66的产量与消耗量最大，约占总聚酰胺的90％左右，尼龙主要在力学、化学、热学性能等方面有突出的特点。但也存在较突出的缺点，如本身有吸水性，而低温发脆；耐环境能力差，室外使用，易变黄变色发脆。抗拉强度的各向异性大，制品易变形，连续使用温度低，蠕变性能大，不耐长期载荷，填加玻璃纤维的PA流动性较差，难于满足大件制品的成型注塑。作为工程塑料使用，其物理性能和机械性能还需要进一步的提高，现有的改性方法基本为将采取共混改性的方式，然而，现有的改性PA的性能仍然不能满足需求。各种新型材料的复合材料逐渐被开发，但是价格高昂、加工比较困难，所以采用新的材料已经迫在眉睫，随着各种纳米材料的性能逐渐显现，其本身性能也逐渐显现，但是由于纳米材料的容易团聚，在材料中挤塑很难显示出纳米特性。因此，如何来提供一种具有纳米功能的新型尼龙复合材料。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种尼龙树脂组合物，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种尼龙树脂组合物，包括由以下质量百分比的原料制成：尼龙6 50-75％、蒙脱石13-30％、绝缘树脂混合物7-9％、蒙脱石改性剂1-3％、绝缘助剂0.2-1％、稳定剂0.2-1.3％、硬脂酸0.3-0.5％、白油0.3-0.5％。
进一步的，所述蒙脱石改性剂为季铵盐或伯胺RNH2、仲胺R2NH、叔胺R3N中的一种或多种。
进一步的，所述稳定剂包括各种流基有机锡化合物和波基盐或化合物，所述绝缘助剂为尼龙成核剂、固化剂和封端剂中的一种或多种。
进一步的，所述稳定剂为碱式碳酸铅。
进一步的，所述绝缘树脂混合物为烯烃聚合物和/或丙烯腈聚合物，所述烯烃聚合物为聚乙烯、聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯和马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物中的一种或多种。
进一步的，所述的一种尼龙树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：
根据上述质量百分比称取尼龙6、蒙脱石、绝缘树脂混合物、蒙脱石改性剂、绝缘助剂、稳定剂、硬脂酸、白油。
通过所述蒙脱石改性剂对所述蒙脱石进行改性，得到改性蒙脱石；
将所述尼龙6、所述改性蒙脱石、所述绝缘树脂混合物、绝缘助剂、所述稳定剂、所述硬脂酸、所述白油混合均匀。
用双螺杆挤出机挤出造粒，且机筒各段温度分别设置为200℃、210℃、220℃、225℃、230℃、235℃，机头温度为240℃；
通过控制主螺杆转速，调节物料在所述挤出机内的停留时间。
依靠所述尼龙6高分子链同蒙脱石改性插层剂有机基团的相互作用及螺杆的剪切力将所述尼龙6大分子链插入到蒙脱石片层间并将片层解离，使蒙脱石达到纳米尺度的均匀分散，形成蒙脱石/尼龙6纳米复合材料，得到尼龙树脂组合物。
进一步的，通过所述蒙脱石改性剂对所述蒙脱石进行改性，得到改性蒙脱石包括以下步骤：
将所述蒙脱石以5％～10％浓度分散于预先准备的水中，并添加插层剂性质调节溶液pH值。
将溶液加热至60～80℃，并添加预先破碎成块状的蒙脱石改性剂固体，并保温快速搅拌反应1～2h。
对反应后的溶液进行冷却、分离、洗涤、干燥、筛分，得到改性蒙脱石。
进一步的，干燥温度小于等于150℃。
进一步的，所述插层剂为十八烷基胺盐酸盐。
本发明的有益效果：与现有技术相比，首先，所述绝缘树脂和所述尼龙6在流动性方面的差异，以及两者不能完全相容的特性，使所述尼龙6和所述绝缘树脂在成型时产生一种有限地分离，在所述改性尼龙树脂组合物的表面形成绝缘树脂阻隔层，提高其绝缘性能，并利用所述绝缘树脂的包覆作用，减少潮湿环境对所述尼龙6的绝缘性能的不利影响；另外，普通填料系列的尼龙6复合材料较纯尼龙6材料力学、热学性能等均有所降低，而蒙脱石/尼龙6纳米复合材料强度、热变形温度、阻隔、阻燃等性能均有较大提高；其中，改性蒙脱石在尼龙6基体中以一维纳米层状形式存在分散，流动方向的热膨胀系数仅为垂直方向的一半左右，在挤出、成型过程中的剪切力作用下，使高分子链片层的阻隔与流动方向一致，而纯尼龙6是各向同性的，所以，蒙脱石/尼龙6纳米复合材料的各向异性和补强性能为功能化加工应用提供可能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种尼龙树脂组合物中蒙脱石/尼龙6纳米复合材料的制备流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种尼龙树脂组合物。
如图1所示，根据本发明实施例的改进尼龙树脂组合物，包括由以下质量百分比的原料制成：尼龙6 50-75％、蒙脱石13-30％、绝缘树脂混合物7-9％、蒙脱石改性剂1-3％、绝缘助剂0.2-1％、稳定剂0.2-1.3％、硬脂酸0.3-0.5％、白油0.3-0.5％。
在一个实施例中，所述蒙脱石改性剂为季铵盐或伯胺RNH2、仲胺R2NH、叔胺R3N中的一种或多种。
在一个实施例中，所述稳定剂包括各种流基有机锡化合物和波基盐或化合物，所述绝缘助剂为尼龙成核剂、固化剂和封端剂中的一种或多种。
在一个实施例中，所述稳定剂为碱式碳酸铅。
在一个实施例中，所述绝缘树脂混合物为烯烃聚合物和/或丙烯腈聚合物，所述烯烃聚合物为聚乙烯、聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯和马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物中的一种或多种。
在一个实施例中，所述的一种尼龙树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：
S101：根据上述质量百分比称取尼龙6、蒙脱石、绝缘树脂混合物、蒙脱石改性剂、绝缘助剂、稳定剂、硬脂酸、白油。
S102：通过所述蒙脱石改性剂对所述蒙脱石进行改性，得到改性蒙脱石；
S103：将所述尼龙6、所述改性蒙脱石、所述绝缘树脂混合物、绝缘助剂、所述稳定剂、所述硬脂酸、所述白油混合均匀。
S104：用双螺杆挤出机挤出造粒，且机筒各段温度分别设置为200℃、210℃、220℃、225℃、230℃、235℃，机头温度为240℃；
S105：通过控制主螺杆转速，调节物料在所述挤出机内的停留时间。
S106：依靠所述尼龙6高分子链同蒙脱石改性插层剂有机基团的相互作用及螺杆的剪切力将所述尼龙6大分子链插入到蒙脱石片层间并将片层解离，使蒙脱石达到纳米尺度的均匀分散，形成蒙脱石/尼龙6纳米复合材料，得到尼龙树脂组合物。
在一个实施例中，通过所述蒙脱石改性剂对所述蒙脱石进行改性，得到改性蒙脱石包括以下步骤：
将所述蒙脱石以5％～10％浓度分散于预先准备的水中，并添加插层剂性质调节溶液pH值。
将溶液加热至60～80℃，并添加预先破碎成块状的蒙脱石改性剂固体，并保温快速搅拌反应1～2h。
对反应后的溶液进行冷却、分离、洗涤、干燥、筛分，得到改性蒙脱石。
在一个实施例中，干燥温度小于等于150℃。
在一个实施例中，所述插层剂为十八烷基胺盐酸盐。
作为优选的，所述改进尼龙树脂组合物，包括以下质量百分比的原料制成：
尼龙6为65％；
蒙脱石为25％；
绝缘树脂混合物为5％；
蒙脱石改性剂为3％；
绝缘助剂为0.5％；
稳定剂为0.5％；
硬脂酸为0.5％；
白油为0.5％。
通过改变所述尼龙6和所述蒙脱石之间的配比，有利于使蒙脱石/尼龙6纳米复合材料强度、热变形温度、阻隔、阻燃等性能均有较大提高。
更为优选的，所述改进尼龙树脂组合物，包括以下质量百分比的原料制成
尼龙6为65％；
蒙脱石为25％；
绝缘树脂混合物为7％；
蒙脱石改性剂为1％；
绝缘助剂为0.5％；
稳定剂为0.5％；
硬脂酸为0.5％；
白油为0.5％。
通过提高所述绝缘树脂混合物的比例，有利于在所述改性尼龙树脂组合物的表面形成绝缘树脂阻隔层，提高其绝缘性能，并利用所述绝缘树脂的包覆作用，减少潮湿环境对所述尼龙6的绝缘性能的不利影响。
另外，主要试验和检测设备：25L高速混料机；TE-35、L/D双螺杆挤出机；LY-80注塑机形成蒙脱石/尼龙6纳米复合材料；其中，纳米材料的主要性能。
综上所述，本发明的有益效果：与现有技术相比，首先，所述绝缘树脂和所述尼龙6在流动性方面的差异，以及两者不能完全相容的特性，使所述尼龙6和所述绝缘树脂在成型时产生一种有限地分离，在所述改性尼龙树脂组合物的表面形成绝缘树脂阻隔层，提高其绝缘性能，并利用所述绝缘树脂的包覆作用，减少潮湿环境对所述尼龙6的绝缘性能的不利影响；另外，普通填料系列的尼龙6复合材料较纯尼龙6材料力学、热学性能等均有所降低，而蒙脱石/尼龙6纳米复合材料强度、热变形温度、阻隔、阻燃等性能均有较大提高；其中，改性蒙脱石在尼龙6基体中以一维纳米层状形式存在分散，流动方向的热膨胀系数仅为垂直方向的一半左右，在挤出、成型过程中的剪切力作用下，使高分子链片层的阻隔与流动方向一致，而纯尼龙6是各向同性的，所以，蒙脱石/尼龙6纳米复合材料的各向异性和补强性能为功能化加工应用提供可能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种尼龙树脂组合物，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成：尼龙6 50-75％、蒙脱石13-30％、绝缘树脂混合物7-9％、蒙脱石改性剂1-3％、绝缘助剂0.2-1％、稳定剂0.2-1.3％、硬脂酸0.3-0.5％、白油0.3-0.5％。
2.根据权利要求1所述的一种尼龙树脂组合物，其特征在于，所述蒙脱石改性剂为季铵盐或伯胺RNH2、仲胺R2NH、叔胺R3N中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的一种尼龙树脂组合物，其特征在于，所述稳定剂包括各种流基有机锡化合物和波基盐或化合物，所述绝缘助剂为尼龙成核剂、固化剂和封端剂中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的一种尼龙树脂组合物，其特征在于，所述稳定剂为碱式碳酸铅。
5.根据权利要求3所述的一种尼龙树脂组合物，其特征在于，所述绝缘树脂混合物为烯烃聚合物和/或丙烯腈聚合物，所述烯烃聚合物为聚乙烯、聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯和马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的一种尼龙树脂组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据上述质量百分比称取尼龙6、蒙脱石、绝缘树脂混合物、蒙脱石改性剂、绝缘助剂、稳定剂、硬脂酸、白油；
通过所述蒙脱石改性剂对所述蒙脱石进行改性，得到改性蒙脱石；
将所述尼龙6、所述改性蒙脱石、所述绝缘树脂混合物、绝缘助剂、所述稳定剂、所述硬脂酸、所述白油混合均匀；
用双螺杆挤出机挤出造粒，且机筒各段温度分别设置为200℃、210℃、220℃、225℃、230℃、235℃，机头温度为240℃；
通过控制主螺杆转速，调节物料在所述挤出机内的停留时间；
依靠所述尼龙6高分子链同蒙脱石改性插层剂有机基团的相互作用及螺杆的剪切力将所述尼龙6大分子链插入到蒙脱石片层间并将片层解离，使蒙脱石达到纳米尺度的均匀分散，形成蒙脱石/尼龙6纳米复合材料，得到尼龙树脂组合物。
7.根据权利要求6所述的一种尼龙树脂组合物的制备方法，其特征在于，通过所述蒙脱石改性剂对所述蒙脱石进行改性，得到改性蒙脱石包括以下步骤：
将所述蒙脱石以5％～10％浓度分散于预先准备的水中，并添加插层剂性质调节溶液pH值；
将溶液加热至60～80℃，并添加预先破碎成块状的蒙脱石改性剂固体，并保温快速搅拌反应1～2h；
对反应后的溶液进行冷却、分离、洗涤、干燥、筛分，得到改性蒙脱石。
8.根据权利要求7所述的一种尼龙树脂组合物，其特征在于，干燥温度小于等于150℃。
9.根据权利要求7所述的一种尼龙树脂组合物，其特征在于，所述插层剂为十八烷基胺盐酸盐。
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