CN109082108A - 一种聚醚醚酮改性尼龙组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子技术领域，具体涉及一种聚醚醚酮改性尼龙组合物及其制备方法，聚醚醚酮改性尼龙组合物，由以下组分按其重量份数组成：尼龙6 54‑90份,尼龙66 1‑2份，聚醚醚酮改性玻璃纤维5‑45份,气味吸附母粒1‑5份,二硅化钼0.1‑0.2份,润滑剂0.2‑1.0份,抗氧剂0.1‑1份,所述聚醚醚酮改性玻璃纤维是经聚醚醚酮分散液浸渍处理后的玻璃纤维；本发明采用了浸渍处理的玻璃纤维，明显改善玻璃纤维在尼龙6基体的分散性，同时配合采用特种的气味吸附母粒，具有低气味、低散发、耐磨剂添加量少，耐磨突出，力学性能显著改善的优点。

Description

一种聚醚醚酮改性尼龙组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子技术领域，特别涉及一种聚醚醚酮改性尼龙组合物及其制备方法。
背景技术
尼龙6的外观为乳白色至淡黄色，特点是韧性，抗震，有较高的机械强度和耐热性，抗冲强度较好，熔点较高，成型加工性能好，吸水性大，饱和吸水率在11％左右，易熔于硫酸酚类或甲酸中，低温脆化温度为零下20度-30度。
尼龙6虽然具有许多优异的性能，但在一些对气味、耐磨性能要求较高的领域，尼龙6的应用会受到很大的限制，因此需要进一步降低其气味、摩擦系数和磨损率，这就需要通过尼龙6的改性来实现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚醚醚酮改性尼龙组合物及其制备方法，使得尼龙6保持优秀的力学性能，提高耐磨性的同时，具有低气味的优势。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种聚醚醚酮改性尼龙组合物，由以下组分按其重量份数组成：
所述聚醚醚酮改性玻璃纤维是经聚醚醚酮分散液浸渍处理后的玻璃纤维，所述气味吸附母粒由以下重量份的组分组成：尼龙6 100份、疏水性硅藻土10份、疏水性活性炭10份、针状沸石分子筛10份、蓖麻油酸锌10份、纳米二氧化硅5份、硬脂酸钙1份、三聚氰胺5份。
进一步，所述尼龙6熔融指数为8-10g/10min，尼龙66熔融指数为10-12g/10min。
进一步，所述润滑剂为硅酮粉、白油、硅油、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌的一种或几种的混合物。
进一步，所述的抗氧剂为抗氧剂1098(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)和抗氧剂168(亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯)的混合物。
进一步，所述聚醚醚酮分散液是平均粒径为0.1-0.2μm的聚醚醚酮树脂悬浮在液态水中形成的胶体溶液，所述胶体溶液的粘度为0.05Pa·s、浓度为60wt％。
本发明同时提供了一种聚醚醚酮改性尼龙组合物的制备方法，包括以下步骤：
1)将玻璃纤维清洗烘干后浸渍在聚醚醚酮分散液中，然后取出烘干并在350℃烘培、烧结得聚醚醚酮改性玻璃纤维；
2)取尼龙6 100份、疏水性硅藻土10份、疏水性活性炭10份、针状沸石分子筛10份、蓖麻油酸锌10份、纳米二氧化硅5份、硬脂酸钙1份、三聚氰胺5份，混合均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒得气味吸附母粒；
3)按各组分的重量份数，将尼龙6、尼龙66、气味吸附母粒、二硅化钼、润滑剂和抗氧剂倒入高速搅拌机中进行搅拌，混合均匀后加入双螺杆挤出机中；再将聚醚醚酮改性玻璃纤维从挤出机的玻纤口加入，经熔融挤出后造粒，制得聚醚醚酮改性尼龙组合物。
进一步，所述双螺杆挤出机的一区温度为190-225℃、二区温度为200-225℃、三区温度为200-230℃、四区温度为225-230℃、五区温度为225-240℃、六区温度为225-240℃；双螺杆挤出机的主机转速为250-500rpm。
本发明具备以下有益效果：
1、本发明用特种聚醚醚酮分散液对玻璃纤维进行浸渍处理，极大的改善了玻纤在尼龙6基体的分散性，并使制得的的尼龙6在耐磨性能方面有了显著的提高，并保持了优异的力学性能。同时加入了尼龙66后能够调节尼龙6熔体的流动性，保证在加工过程中，尼龙6塑化均匀，熔融混合顺畅。
2、本发明二硅化钼的用量降至0.1-0.2份，避免了大量使用二硅化钼造成的组合物性能严重下降；二硅化钼对组合物耐磨性能起到了极其重要的协效作用。
3、本发明气味吸附母粒使用尼龙6作为基体，作为气体吸附目粒时，提高了其与纤维、尼龙6的相容性，保证了母粒在组合物体系中的分散性。
4、使用特种的气味吸附母粒降低组合物中的甲醛含量，使总挥发性有机物TVOC显著降低；并且在保证组合物低气味特性的同时，其各项物理力学性能、材料的成型加工性能不受影响。
5、双螺杆挤出机的一区温度为190-225℃、二区温度为200-225℃、三区温度为200-230℃、四区温度为225-230℃、五区温度为225-240℃、六区温度为225-240℃；双螺杆主机转速为250-500rpm，这种加工温度、主机转速能够解决在加工过程中，出现的加料处堵塞，喂料不饱和，塑化不均匀，冒料等技术问题。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，其目的仅在于更好理解本发明目的，而非限制本发明的保护范围。
本发明实施例中所有物质均是已知的市售产品，其单位为重量份，各实施例中的聚醚醚酮改性玻璃纤维和气味吸附母粒均通过下面方法制备而成：
聚醚醚酮改性玻璃纤维：将玻璃纤维清洗烘干后浸渍在聚醚醚酮分散液中，然后取出烘干并在350℃烘培、烧结得聚醚醚酮改性玻璃纤维(过高或过低的温度，会引起玻璃纤维性能下降严重，纤维表面的聚醚醚酮部分发黄、降解，烧结不充分等技术问题，本发明采用350℃为最佳温度)；聚醚醚酮分散液是平均粒径为0.1-0.2μm的聚醚醚酮树脂悬浮在液态水中形成的胶体溶液，所述胶体溶液的粘度为0.05Pa·s、浓度为60wt％。
气味吸附母粒的制备：取尼龙6 100份、疏水性硅藻土10份、疏水性活性炭10份、针状沸石分子筛10份、蓖麻油酸锌10份、纳米二氧化硅5份、硬脂酸钙1份、三聚氰胺5份，混合均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒得气味吸附母粒。
所述尼龙6的熔融指数为8-10g/10min，尼龙66的熔融指数为10-12g/10min。加入了尼龙66后能够调节尼龙6熔体的流动性，保证在加工过程中，尼龙6塑化均匀，熔融混合顺畅。
实施例1
将尼龙6 70份、尼龙66 1.5份、气味吸附母粒3份、0.1份二硅化钼、0.2份白油、0.3份硅油、0.5份石蜡、0.5份抗氧剂1098、0.5份抗氧剂168倒入高速搅拌机中，高速搅拌，混合至均匀后加入双螺杆挤出机中，将聚醚醚酮改性玻璃纤维25份从玻纤口加入、经熔融挤出后造粒，制得低气味、低散发、高耐磨尼龙6组合物。
其中双螺杆挤出机一区温度为200℃，二区温度为210℃，三区温度为200℃，四区温度为225℃，五区温度为225℃，六区温度为225℃；双螺杆挤出机的主机转速为250rpm。
实施例2
将尼龙6 54份、尼龙66 1份、气味吸附母粒1份、0.2份二硅化钼、0.2份硅酮粉、0.05份抗氧剂1098、0.05份抗氧剂168倒入高速搅拌机中，高速搅拌，混合至均匀后加入双螺杆挤出机中，将聚醚醚酮改性玻璃纤维30份从玻纤口加入、经熔融挤出后造粒，制得低气味、低散发、高耐磨尼龙6组合物。
其中双螺杆挤出机一区温度为225℃，二区温度为225℃，三区温度为230℃，四区温度为230℃，五区温度为240℃，六区温度为240℃；双螺杆挤出机的主机转速为500rpm。
实施例3
将尼龙6 90份、尼龙66 2份、气味吸附母粒5份、0.1份二硅化钼、0.2份硬脂酸、0.3份硬脂酸锌、0.2份抗氧剂1098、0.3份抗氧剂168倒入高速搅拌机中，高速搅拌，混合至均匀后加入双螺杆挤出机中，将聚醚醚酮改性玻璃纤维20份从玻纤口加入、经熔融挤出后造粒，制得低气味、低散发、高耐磨尼龙6组合物。
其中双螺杆挤出机一区温度为190℃，二区温度为200℃，三区温度为225℃，四区温度为225℃，五区温度为230℃，六区温度为230℃；双螺杆挤出机的主机转速为350rpm。
实施例4
将尼龙6 54份、尼龙66 1份、气味吸附母粒1份、0.2份二硅化钼、0.2份硅酮粉、0.05份抗氧剂1098、0.05份抗氧剂168倒入高速搅拌机中，高速搅拌，混合至均匀后加入双螺杆挤出机中，将聚醚醚酮改性玻璃纤维5份从玻纤口加入、经熔融挤出后造粒，制得低气味、低散发、高耐磨尼龙6组合物。
其中双螺杆挤出机一区温度为225℃，二区温度为225℃，三区温度为230℃，四区温度为230℃，五区温度为240℃，六区温度为240℃；双螺杆挤出机的主机转速为500rpm。
实施例5
将尼龙6 90份、尼龙66 2份、气味吸附母粒5份、0.1份二硅化钼、0.2份硬脂酸、0.3份硬脂酸锌、0.2份抗氧剂1098、0.3份抗氧剂168倒入高速搅拌机中，高速搅拌，混合至均匀后加入双螺杆挤出机中，将聚醚醚酮改性玻璃纤维45份从玻纤口加入、经熔融挤出后造粒，制得低气味、低散发、高耐磨尼龙6组合物。
其中双螺杆挤出机一区温度为190℃，二区温度为200℃，三区温度为225℃，四区温度为225℃，五区温度为230℃，六区温度为230℃；双螺杆挤出机的主机转速为350rpm。
对比例1
对比例1中添加普通的吸附剂活性炭和普通的耐磨剂二硫化钼；
将尼龙6 70份、活性炭3份、二硫化钼5份、硅酮粉1份、0.5份抗氧剂1098、0.5份抗氧剂168倒入高速搅拌机中，高速搅拌，混合至均匀后加入双螺杆挤出机中，将玻璃纤维25份从玻纤口加入、经熔融挤出后造粒。
其中双螺杆挤出机一区温度为200℃，二区温度为200℃，三区温度为200℃，四区温度为225℃，五区温度为225℃，六区温度为225℃；双螺杆挤出机的主机转速为250rpm。
对上述实施例1-3和对比例1制备的尼龙6组合物，分别检测其力学性能、气味等级、TVOC和耐磨性能。其中力学性能采用ASTM标准进行检测，气味等级、TVOC采用GMW标准进行检测，耐磨性能根据标准GB/T 5478-2758来测定，其物性数据见下表1。
表1
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
拉伸强度MPa 135 151 124 80
缺口冲击强度KJ/m<sup>2</sup> 15 15 16 6
耐磨性(750g，1000r) 0.09 0.08 0.09 0.47
TVOC ugC/g 33 35 32 165
气味等级 8级 8级 8级 5级
从表1数据可以看出，添加气味吸附母粒可以明显改善材料的气味和散发特性，使低气味、高耐磨尼龙6组合物的TVOC低于40ugC/g。另外，本发明采用特种聚醚醚酮分散液对玻璃纤维进行浸渍处理，极大的改善了玻纤在尼龙6基体的分散性，制备的产品的磨耗指数极低，呈现出了优良的耐磨性能。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种聚醚醚酮改性尼龙组合物，其特征在于：由以下组分按其重量份数组成：
尼龙6 　　　　　 54-90份,
尼龙66 1-2份，
聚醚醚酮改性玻璃纤维　 5-45份,
气味吸附母粒 1-5份,
二硅化钼　　　　　 0.1-0.2份,
润滑剂 0.2-1.0份,
抗氧剂　　　　　 0.1-1份,
所述聚醚醚酮改性玻璃纤维是经聚醚醚酮分散液浸渍处理后的玻璃纤维，所述气味吸附母粒由以下重量份数的组分组成：尼龙6 100份、疏水性硅藻土10份、疏水性活性炭10份、针状沸石分子筛10份、蓖麻油酸锌10份、纳米二氧化硅5份、硬脂酸钙1份、三聚氰胺5份。
2.根据权利要求1所述的一种聚醚醚酮改性尼龙组合物，其特征在于：所述尼龙6熔融指数为8-10 g/10min，尼龙66熔融指数为10-12g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种聚醚醚酮改性尼龙组合物，其特征在于：所述润滑剂为硅酮粉、白油、硅油、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种聚醚醚酮改性尼龙组合物，其特征在于：所述的抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂168的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种聚醚醚酮改性尼龙组合物，其特征在于：所述聚醚醚酮分散液是平均粒径为0.1 -0.2μm的聚醚醚酮树脂悬浮在液态水中形成的胶体溶液，所述胶体溶液的粘度为0.05Pa·s、浓度为60wt%。
6.根据权利要求1所述的一种聚醚醚酮改性尼龙组合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）将玻璃纤维清洗烘干后浸渍在聚醚醚酮分散液中，然后取出烘干并在350℃烘培、烧结得到聚醚醚酮改性玻璃纤维；
2）取尼龙6 100份、疏水性硅藻土10份、疏水性活性炭10份、针状沸石分子筛10份、蓖麻油酸锌10份、纳米二氧化硅5份、硬脂酸钙1份、三聚氰胺5份，混合均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒得气味吸附母粒；
3）按各组分的重量份数，将尼龙6、尼龙66、气味吸附母粒、二硅化钼、润滑剂和抗氧剂倒入高速搅拌机中进行搅拌，混合均匀后加入双螺杆挤出机中；再将聚醚醚酮改性玻璃纤维从挤出机的玻纤口加入，经熔融挤出后造粒，制得聚醚醚酮改性尼龙组合物。
7.根据权利要求5所述的一种聚醚醚酮改性尼龙组合物的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机的一区温度为190-225℃、二区温度为200-225℃、三区温度为200-230℃、四区温度为225-230℃、五区温度为225-240℃、六区温度为225-240℃；双螺杆挤出机的主机转速为250-500rpm。
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