CN109880354A - 一种多孔尼龙载体材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多孔尼龙载体材料，其原料包括：尼龙树脂、增韧剂、成核剂、抗氧剂、成孔剂。本发明还提出多孔尼龙载体材料的制备方法，包括如下步骤：将尼龙树脂、增韧剂、成核剂和抗氧剂加入杆挤出机中混合造粒制得预制料；将预制料加入串联挤出机中，在压缩段注入成孔剂，经挤出、冷却、牵引、切粒制得多孔尼龙载体材料。本发明的多孔尼龙载体材料的表变密度高、效率好，而且加工过程环保、无污染、无残留，是理想的加工方式。

Description

一种多孔尼龙载体材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种多孔尼龙载体材料料及其制备方法。

背景技术

多孔聚合物是一类高发泡、可用作液体助剂的聚合物粒子。多孔聚合物将液体或者糊状添加剂转换成表面干燥、可自由流动的塑料母粒，而不需要像传统制造母粒那样进行挤出和造粒，多孔聚合物为塑料加工行业提供一种简单有效的方法。

多孔尼龙属于多孔聚合物载体材料的一种。多孔尼龙载体加工液体助剂母料，无需挤出造粒，只需与助剂共混即可。由于无需高温挤出加工，采用多孔尼龙载体加工液体助剂母料特别适合于制备一些热敏性助剂或液态助剂母粒。相比传统挤出造粒母料，其有效成分含量一般在5％～20％之间，而多孔尼龙载体制备的母料，其有效成分含量一般可以超过50％，甚至达到90％。

中国专利CN20110008615公开了一种多孔尼龙纤维的方法，该方法通过化学刻蚀的方式，使尼龙纤维的材料上产生泡孔，从而得到多孔尼龙纤维材料。但该方法存在加工效率低且容易有泡孔密度低、不环保的缺点，不能满足工业化生产需求。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种多孔尼龙载体材料及其制备方法，制得多孔尼龙载体材料的密度高、效率好，而且加工过程环保、无污染、无残留，是理想的加工方式。

本发明提出一种多孔尼龙载体材料，其原料按重量份包括：尼龙树脂70～95份，增韧剂4～25份，成核剂1～5份，抗氧剂0.5～1份，成孔剂0.7～9.5份。

优选地，尼龙树脂为尼龙6和/或尼龙66，尼龙的相对粘度≥2.8，优选为相对粘度为4.0。

优选地，增韧剂为离子聚合物和/或弹性体接枝马来酸酐，其中离子聚合物包括乙烯-甲基丙烯酸基的钠离子聚合物和锌离子聚合物，优选为乙烯-甲基丙烯酸基的钠离子聚合物，弹性体接枝马来酸酐包括POE接枝马来酸酐和EPDM接枝马来酸酐。

优选地，成核剂为纳米蒙脱土、碳酸钙、滑石粉、高岭土、碳酸氢钠和柠檬酸混合物中的一种或多种，优选为纳米蒙脱土。

优选地，抗氧剂为受阻酚类抗氧化剂。

优选地，成孔剂为物理成孔剂，优选为二氧化碳、氮气、丁烷、丙烷、戊烷、氟氯烃中的一种或多种。

本发明还提出上述多孔尼龙载体材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将尼龙树脂、增韧剂、成核剂和抗氧剂加入挤出机中混合造粒制得预制料；

S2、将预制料加入串联挤出机中，在压缩段注入成孔剂，经挤出、冷却、牵引、切粒制得多孔尼龙载体材料。

优选地，S2中挤出机为单螺杆挤出机、串联双阶单螺杆挤出机、双螺杆-单螺杆串联双阶挤出机中的一种，所述挤出机的模具为圆形孔模，其孔径为1～2.5mm，流道长度在2～10mm，圆形孔模的数量有2-30个，机筒耐压强度≥35MPa。

本发明中加入成核剂可调节泡孔结构、泡孔大小及其均匀性。成核剂包括纳米蒙脱土、碳酸钙、滑石粉、高岭土、碳酸氢钠和柠檬酸混合物的一种或多种。但是，不限于以上所述成核剂，只要是不溶于聚合物材料而且可以形成成核点的无机小分子矿物均能作为多孔聚合物载体材料制备中的成核剂。为了得到性能更优的效果，优选为有机改性的纳米蒙脱土作为成核剂，优选重量配比为1％～5％。

本发明中使用的物理成孔剂包括二氧化碳、氮气、丁烷、丙烷、戊烷、氟氯烃、庚烷中的一种或它们的混合物，但不限于以上所述几种，还包括水、空气、氢气、氨气、氦气等符合“快速释压法”的物理成孔条件的惰性气体作为物理成孔剂。为了更好的环境适合性、安全性和控制成孔剂，因此，特别优选二氧化碳、氮气等无机成孔剂或以它们为主要成分的成孔剂，优选重量配比为1％～10％。

本发明的成孔剂在挤出机压缩段注入，可以保证系统压力稳定，避免物理成孔剂从加料口泄露，造成系统不稳定。另外，压缩段物料已经熔融，可以保证物理成孔剂迅速与聚合物物料混溶。挤出机从加料口到模头之间均为密封设置，不能有气体泄露，且挤出机的机筒耐压强度≥35MPa。

本发明将尼龙树脂、增韧剂剂、成核剂和抗氧剂加入双螺杆挤出机中进行混合造粒；再加入到串联挤出机中，并在挤出机的压缩段注入成孔剂，混合均匀后经挤出机的模头挤出得多孔尼龙载体材料。一方面本发明通过调节孔径大小、流道长短与温度和系统压力的关系，使系统在1～2.5mm圆形孔模的模板下，可以保持稳定的压力和理想的成孔温度，保证了加工过程中生产的稳定性。另一方面，加入的增韧剂、成核剂和抗氧剂，使多孔尼龙载体材料种类的多样性及适应性得到较大的提升，同时提高产品的吸附性能，使其可满足绝大多数场合使用。

本发明制备的多孔尼龙载体材料的表观密度在50～500g/L之间、开孔率在50％以上，可用于吸附或过滤液体的助剂使用，也可用于制备高浓度液体助剂母料、过滤材料等产品。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

一种多孔尼龙载体材料，其原料按重量份包括：尼龙6 86份，钠离子聚合物4份，纳米蒙脱土3份，抗氧剂1098 1份，二氧化碳5份。

上述多孔尼龙载体材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将尼龙6、钠离子聚合物、纳米蒙脱土和抗氧剂1098加入双螺杆挤出机中混合造粒制得预制料；

S2、将预制料加入串联单螺杆挤出机中，在压缩段注入二氧化碳，经孔径为2.0mm圆形孔模挤出后，冷却、牵引、切粒制得多孔尼龙载体材料。

经检测上述制备的多孔尼龙载体材料的表观密度在150g/L，开孔率为65％，泡孔平均直径200微米。

实施例2

一种多孔尼龙载体材料，其原料按重量份包括：尼龙66 80份，POE接枝马来酸酐17份，滑石粉2份，抗氧剂1098 0.5份，氮气9.5份。

上述多孔尼龙载体材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将尼龙66、POE接枝马来酸酐、滑石粉和抗氧剂1098加入双螺杆挤出机中混合造粒制得预制料；

S2、将预制料加入串联双阶单螺杆挤出机中，在压缩段注入氮气，经孔径为1.5mm圆形孔模挤出后，冷却、牵引、切粒制得多孔尼龙载体材料。

经检测上述制备的多孔尼龙载体材料的表观密度在80g/L，开孔率为89％，泡孔平均直径96微米。

实施例3

一种多孔尼龙载体材料，其原料按重量份包括：尼龙6 60份，尼龙66 25份，乙烯-甲基丙烯酸基的钠离子聚合物6份，POE接枝马来酸酐3份，纳米蒙脱土3份，高岭土1份，抗氧剂1098 0.8份，丁烷8.5份。

上述多孔尼龙载体材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将尼龙6、尼龙66、乙烯-甲基丙烯酸基的钠离子聚合物、POE接枝马来酸酐、纳米蒙脱土、高岭土、抗氧剂1098加入双螺杆挤出机中混合造粒制得预制料；

S2、将预制料加入双螺杆-单螺杆串联双阶挤出机中，在压缩段注入丁烷，经孔径为2.5mm圆形孔模挤出后，冷却、牵引、切粒制得多孔尼龙载体材料。

经检测上述制备的多孔尼龙载体材料的表观密度在50g/L，开孔率为60％，泡孔平均直径150微米。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多孔尼龙载体材料，其特征在于，其原料按重量份包括：尼龙树脂70～95份，增韧剂4～25份，成核剂1～5份，抗氧剂0.5～1份，成孔剂0.7～9.5份。

2.根据权利要求1所述多孔尼龙载体材料，其特征在于，尼龙树脂为尼龙6和/或尼龙66，尼龙的相对粘度≥2.8，优选为相对粘度为4.0。

3.根据权利要求1所述多孔尼龙载体材料，其特征在于，增韧剂为离子聚合物和/或弹性体接枝马来酸酐，优选为乙烯-甲基丙烯酸基的钠离子聚合物。

4.根据权利要求1所述多孔尼龙载体材料，其特征在于，成核剂为纳米蒙脱土、碳酸钙、滑石粉、高岭土、碳酸氢钠和柠檬酸混合物中的一种或多种，优选为纳米蒙脱土。

5.根据权利要求1所述多孔尼龙载体材料，其特征在于，抗氧剂为受阻酚类抗氧化剂。

6.根据权利要求1所述多孔尼龙载体材料，其特征在于，成孔剂为物理成孔剂，优选为二氧化碳、氮气、丁烷、丙烷、戊烷、氟氯烃中的一种或多种。

7.一种如权利要求1所述多孔尼龙载体材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将尼龙树脂、增韧剂、成核剂和抗氧剂加入挤出机中混合造粒制得预制料；

S2、将预制料加入串联挤出机中，在压缩段注入成孔剂，经挤出、冷却、牵引、切粒制得多孔尼龙载体材料。

8.根据权利要求7所述多孔尼龙载体材料的制备方法，其特征在于，S2中挤出机为单螺杆挤出机、串联双阶单螺杆挤出机、双螺杆-单螺杆串联双阶挤出机中的一种，所述挤出机的模具为圆形孔模，其孔径为1～2.5mm，流道长度在2～10mm，圆形孔模的数量有2-30个，机筒耐压强度≥35MPa。