CN109722011A - 一种低气味、高耐磨尼龙6组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种低气味、高耐磨尼龙6组合物，其由下述组分按重量份制备而成：尼龙6、尼龙66、POE接枝马来酸酐、聚对苯甲酰胺改性玻璃纤维、气味吸附母粒、氮化硅、润滑剂、抗氧剂。本发明中添加气味吸附母粒可以明显改善材料的气味和散发特性，使尼龙6组合物TVOC低于40ugC/g。另外，本发明制备的产品的磨耗指数极低，呈现出了优良的耐磨性能。本发明所浸渍处理的玻璃纤维明显改善了玻纤在尼龙6基体的分散性，使尼龙6组合物具有耐磨剂添加量少、耐磨突出和力学性能显著改善的优点。
Description
技术领域
本发明涉及高分子技术领域，具体涉及一种低气味、高耐磨尼龙6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，特点是韧性高、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
本发明的目的是提供一种低气味、高耐磨低气味、高耐磨尼龙6组合物及其制备方法。
一种低气味、高耐磨尼龙6组合物，其由下述组分按重量份制备而成：
进一步方案，所述尼龙6的熔指为5-8g/10min；尼龙66熔指为8-10g/10min。
所述聚对苯甲酰胺改性玻璃纤维是指经聚对苯甲酰胺分散液浸渍处理后的改性玻璃纤维。
优选的，所述聚对苯甲酰胺分散液是平均粒径为0.1-0.2μm的聚对苯甲酰胺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％；所述的聚对苯甲酰胺的数均分子量为5万。
所述气味吸附母粒是由以下重量份的组分制成：尼龙6 100份、疏水性硅藻土5份、疏水性活性炭5份、针状沸石分子筛5份、蓖麻油酸锌5份、纳米二氧化硅5份、硬脂酸钙1份、三聚氰胺5份。
所述的润滑剂为硅酮粉、白油、硅油、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌中的一种或几种的混合物。
所述的抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1098)和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯(抗氧剂168)的混合物。
本发明的另一个发明目的是提供上述一种低气味、高耐磨尼龙6组合物的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将玻璃纤维洗净、烘干后浸渍在聚对苯甲酰胺分散液中，然后取出烘干并在300-310℃烘培、烧结得聚对苯甲酰胺改性玻璃纤维；
(2)将100份尼龙6、疏水性硅藻土5份、疏水性活性炭10份、针状沸石分子筛5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，进行混合均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒得气味吸附母粒；
(3)将尼龙6、尼龙66、POE接枝马来酸酐、气味吸附母粒、氮化硅、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；再将经(1)处理后的聚对苯甲酰胺改性玻璃纤维从挤出机的玻纤口加入，经熔融挤出后造粒，制得低气味、高耐磨尼龙6组合物。
进一步方案，所述双螺杆挤出机的一区温度为180-190℃、二区温度为180-190℃、三区温度为190-200℃、四区温度为210-220℃、五区温度为230-250℃、六区温度为245-250℃；双螺杆主机转速为500rpm。
本发明的有益效果：
1、本发明用特种聚对苯甲酰胺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基体中的分散性，并使制得的的尼龙6组合物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。
2、本发明选择数均分子量为5万、平均粒径为0.1-0.2μm的聚对苯甲酰胺对玻璃纤维进行浸渍处理，从而能解决在纤维浸渍过程中出现的纤维浸渍效率差、浸渍不完全、纤维出现断纤等技术问题。
3、尼龙6熔指为5-8g/10min、尼龙66熔指为8-10g/10min，加入尼龙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。
4、本发明氮化硅的用量为0.1-0.2份，避免了大量使用氮化硅造成的组合物性能严重下降；并且氮化硅对组合物耐磨性能起到了非常重要的协效作用。
5、本发明中气味吸附母粒是选择尼龙6作为基体，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。另外，本发明使用特种的气味吸附母粒降低组合物中的小分子含量，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。
6、双螺杆挤出机的一区温度为180-190℃、二区温度为180-190℃、三区温度为190-200℃、四区温度为210-220℃、五区温度为230-250℃、六区温度为245-250℃；双螺杆主机转速为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
以下通过具体实施方式的描述对本发明作进一步说明，下面各实施例中玻璃纤维和气味吸附母粒均通过下面方法制备而成：
玻璃纤维的浸渍处理：将玻璃纤维清洗烘干后浸渍在聚对苯甲酰胺分散液中，然后取出烘干并在300℃烘培、烧结得聚对苯甲酰胺改性玻璃纤维；
聚对苯甲酰胺分散液是平均粒径为0.1-0.2μm的聚对苯甲酰胺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：尼龙6 100份、疏水性硅藻土5份、疏水性活性炭10份、针状沸石分子筛5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。
聚对苯甲酰胺数均分子量为5万。
尼龙6熔指为5-8g/10min；
尼龙66熔指为8-10g/10min。
实施例1
将尼龙6 70份、尼龙66 1份，POE接枝马来酸酐1份，气味吸附母粒3份、0.2份氮化硅、1份硅酮粉、0.2份抗氧剂1098、0.2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，将聚对苯甲酰胺改性玻璃纤维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。
所述双螺杆挤出机的一区温度为180℃、二区温度为180℃、三区温度为190℃、四区温度为210℃、五区温度为230℃、六区温度为245℃；双螺杆主机转速为500rpm。
实施例2
将尼龙6 54份、尼龙66 5份，POE接枝马来酸酐5份，气味吸附母粒1份、0.2份氮化硅、0.2份硅酮粉、0.1份抗氧剂1098、0.1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，将聚对苯甲酰胺改性玻璃纤维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。
所述双螺杆挤出机的一区温度为190℃、二区温度为190℃、三区温度为200℃、四区温度为220℃、五区温度为250℃、六区温度为250℃；双螺杆主机转速为500rpm。
实施例3
将尼龙6 90份、尼龙66 2份，POE接枝马来酸酐2份，气味吸附母粒5份、0.1份氮化硅、0.2份硅酮粉、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，将聚对苯甲酰胺改性玻璃纤维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。
所述双螺杆挤出机的一区温度为180℃、二区温度为180℃、三区温度为190℃、四区温度为210℃、五区温度为230℃、六区温度为245℃；双螺杆主机转速为500rpm。
对比例1
添加普通的吸附剂活性炭，普通的耐磨剂二硫化钼
将尼龙6 70份、活性炭3份、5份二硫化钼、0.2份抗氧剂1098、0.2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。
所述双螺杆挤出机的一区温度为180℃、二区温度为180℃、三区温度为190℃、四区温度为210℃、五区温度为230℃、六区温度为245℃；双螺杆主机转速为500rpm。
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 5478-2008来测定，其物性数据见下表1。
表1性能数据
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | |
| 拉伸强度MPa | 141 | 163 | 166 | 70 |
| 缺口冲击强度KJ/m<sup>2</sup> | 26 | 30 | 29 | 4 |
| 耐磨性(750g，1000r) | 0.09 | 0.10 | 0.10 | 0.49 |
| TVOC ugC/g | 37 | 39 | 37 | 170 |
| 气味等级 | 8级 | 8级 | 8级 | 5级 |
从上表1数据可以看出，本发明中添加气味吸附母粒可以明显改善材料的气味和散发特性，使尼龙6组合物TVOC低于40ugC/g。另外，本发明制备的产品的磨耗指数极低，呈现出了优良的耐磨性能。本发明所浸渍处理的玻璃纤维明显改善了玻纤在尼龙6基体的分散性，使尼龙6组合物具有耐磨剂添加量少，耐磨突出，力学性能显著改善的优点。
上述各具体实施例是对本发明作进一步说明，但这并非是对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的范围之内。
Claims (9)
1.一种低气味、高耐磨尼龙6组合物，其特征在于：由下述组分按重量份制备而成：
尼龙6 54-90份
尼龙66 1-5份
POE接枝马来酸酐 1-5份
聚对苯甲酰胺改性玻璃纤维5-45份
气味吸附母粒 1-5份
氮化硅 0.1-0.2份
润滑剂 0.2-1.0份
抗氧剂 0.1-1份。
2.根据权利要求1所述的尼龙6组合物，其特征在于：所述尼龙6的熔指为5-8 g/10min；尼龙66熔指为8-10 g/10min。
3.根据权利要求1所述的尼龙6组合物，其特征在于：所述聚对苯甲酰胺改性玻璃纤维是指经聚对苯甲酰胺分散液浸渍处理后的改性玻璃纤维。
4.根据权利要求3所述的尼龙6组合物，其特征在于：所述聚对苯甲酰胺分散液是平均粒径为0.1 -0.2μm的聚对苯甲酰胺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%；所述的聚对苯甲酰胺的数均分子量为5万。
5.根据权利要求1所述的尼龙6组合物，其特征在于：所述气味吸附母粒是由以下重量份的组分制成：尼龙6 100份、疏水性硅藻土5份、疏水性活性炭5份、针状沸石分子筛5份、蓖麻油酸锌5份、纳米二氧化硅5份、硬脂酸钙1份、三聚氰胺5份。
6.根据权利要求1所述的尼龙6组合物，其特征在于：所述的润滑剂为硅酮粉、白油、硅油、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌中的一种或几种的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种尼龙6组合物，其特征在于：所述的抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧剂1098）和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯（抗氧剂168）的混合物。
8.如权利要求1所述的尼龙6组合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将玻璃纤维洗净、烘干后浸渍在聚对苯甲酰胺分散液中，然后取出烘干并在300-310℃烘培、烧结得聚对苯甲酰胺改性玻璃纤维；
（2）将100份尼龙6、疏水性硅藻土5份、疏水性活性炭10份、针状沸石分子筛5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，进行混合均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒得气味吸附母粒；
（3）将尼龙6、尼龙66、POE接枝马来酸酐、气味吸附母粒、氮化硅、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；再将经（1）处理后的聚对苯甲酰胺改性玻璃纤维从挤出机的玻纤口加入，经熔融挤出后造粒，制得低气味、高耐磨尼龙6组合物。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机的一区温度为180-190℃、二区温度为180-190℃、三区温度为190-200℃、四区温度为210-220℃、五区温度为230-250℃、六区温度为245-250℃；双螺杆主机转速为500rpm。
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