CN110746768A - 一种coc/pa复合材料及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种COC/PA复合材料及其制备方法，该材料由以下重量配比的原料制成：聚酰胺50~80份，环烯烃共聚物20~50份，相容剂2~5份，硅酮粉2~5份，增韧剂3‑8。本发明利用COC的高强度、高刚性、耐高温性，将其与PA材料共混，达到提升PA材料刚性和耐热性的目的；另外，COC作为一种具有环状结构的非晶型透明烯烃类共聚高分子，在相容剂的配合使用下，可以消除与PA的相容性问题，并对材料起到补强作用。

Description

一种COC/PA复合材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种COC/PA复合新材料的制备方法与应用。
背景技术
尼龙具有优良的力学性能，机械强度高，韧性好；尼龙同时也具有自润性、耐摩擦性好。从而，作为传动部件其使用寿命长。PA6和PA66是尼龙家族中最为常见的品种，产量占据主导地位。它们在很多场合都用于结构件和受力件，在耐温性要求比较高的场合往往是通过添加玻纤来达到提升耐温性。然而玻纤的加入增加了材料的比重，并且玻纤外露给制品的外观带来较大影响。在很多场合也限制了其应用。环烯烃类共聚物（COC）是具有环状烯烃结构的非晶型透明热塑性共聚高分子，具有强度高、耐腐蚀、耐高温的特点，其与PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸树脂）相匹敌的光学性能以及具有高于PC（聚碳酸酯）的耐热性，还由于低吸水性而具有比PMMA和比PC更加优良的尺寸稳定性。如果将COC和PA进行共混并通过合理选用相容剂，可以明显改善PA材料的刚性和耐热性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种COC/PA复合材料及其制备方法，通过聚酰胺与环烯烃熔融共混获得耐热性和刚性均明显提高的新型高分子复合材料。
为此，本发明采用以下技术方案来实现：
一种COC/PA复合新材料，其由下述原材料按重量份制备而成：
聚酰胺 50~80份；
环烯烃共聚物 20~50份
增韧剂 3～8份
相容剂 2～5份
硅酮粉 2～5份。
进一步方案，所述的聚酰胺为PA6或PA66。
进一步方案，所述的环烯烃共聚物为聚合度500-700、分子量为10000-60000的非晶型环状烯烃共聚物。
进一步方案，所述的增韧剂剂为马来酸酐接枝的乙烯辛烯弹性体（POE-g）。
进一步方案，所述的相容剂为马来酸酐接枝共聚聚丙烯（PP-g-MAH）或甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝共聚聚丙烯（PP-g-GMA）。
进一步方案，所述的硅酮粉为浙江冠旗纳米科技有限公司产的CN103L、CN103M、CN103H中的一种。
本发明的另一个发明目的是提供上述一种COC/PA复合材料的制备方法，将PA6 50～80份、环烯烃共聚物 20～50份、增韧剂3～8份、相容剂2～5份、硅酮粉2～5份，用高混机混合8～15分钟后，加入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的料筒温度在240～270℃范围内，经混合、挤出并切粒制得COC/PA复合材料。
本发明利用COC的高强度、高刚性、耐高温性，将其与PA材料共混，达到提升PA材料刚性和耐热性的目的。COC作为一种具有环状结构的非晶型透明烯烃类共聚高分子，在相容剂的配合使用下，可以消除与PA的相容性问题，并对材料起到补强作用。这主要是因为环烯烃嵌入到聚酰胺链段中，降低了原PA链的柔软性，提升了刚性和耐热性。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术特点，下面通过实例对本发明作进一步的说明。
实施例1：
将PA6 80份、环烯烃共聚物 20份、相容剂PP-g-MAH 2份、增韧剂POE-g 3份，硅酮粉CN103L 2份，用高混机混合8分钟后，加入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的料筒温度在240～260℃范围内，经混合、挤出并切粒制得COC/PA复合材料。
实施例2：
将PA6 75份、环烯烃共聚物 25份、相容剂PP-g-GMA 2.5份、增韧剂POE-g 5份，硅酮粉CN103M 2.5份，用高混机混合15分钟后，加入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的料筒温度在240～260℃范围内，经混合、挤出并切粒制得COC/PA复合材料。
实施例3：
将PA66 67份、环烯烃共聚物33份、相容剂PP-g-MAH 2.5份、增韧剂POE-g 7份，硅酮粉CN103H 3.5份，用高混机混合10分钟后，加入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的料筒温度在240～260℃范围内，经混合、挤出并切粒制得COC/PA复合材料。
实施例4：
将PA66 50份、环烯烃共聚物50份、相容剂PP-g-GMA 5份、增韧剂POE-g 8份，硅酮粉CN103L 3份、CN103M 5份，用高混机混合12分钟后，加入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的料筒温度在240～260℃范围内，经混合、挤出并切粒制得COC/PA复合材料。
分别选择实施例1-4中原料PA6和PA66作为对比例1、2。然后将实施例1-4制得的复合材料及对比例1-2的材料在240-270℃条件下注塑成样件，关键机械性能通过拉伸强度、弯曲模量及冲击强度来衡量，依照ISO标准中各项相应的要求进行。各项性能测试结果如表1所示。
表1：
测 试 项 目 对比例1 对比例2 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
拉伸强度/MPa 70 100 75 78 108 116
弯曲模量/MPa 2400 2600 2650 2900 3000 3800
简支梁缺口冲击强度/kJ/m<sup>2</sup> 10 8 20 15 13 11
热变形温度/℃ 1.8 MPa 65 75 85 96 99 108
从上表可看出，本发明实施例1~4制备的材料的力学性能相比于对比例1和2，在刚性和耐热性上均有明显改善，确实实现了PA材料的补强作用。同时也说明本发明中各组分之间都得到了完美统一、体现出各主辅料合理选用的重要性及协同作用的有益效果。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。

Claims (7)

1.一种COC/PA复合材料，其特征在于：其由下述原材料按重量份制备而成：
聚酰胺 50~80份；
环烯烃共聚物 20~50份
增韧剂 3～8份
相容剂 2～5份
硅酮粉 2～5份。
2.根据权利要求1所述的一种COC/PA复合材料，其特征在于：所述的聚酰胺为PA6或PA66。
3.根据权利要求1所述的一种COC/PA复合材料，其特征在于：所述的环烯烃共聚物为聚合度500-700、分子量为10000-60000的非晶型环状烯烃共聚物。
4.根据权利要求1所述的一种COC/PA复合材料，其特征在于：所述的增韧剂剂为马来酸酐接枝的乙烯辛烯弹性体（POE-g）。
5.根据权利要求1所述的一种COC/PA复合材料，其特征在于：所述的相容剂为马来酸酐接枝共聚聚丙烯或甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝共聚聚丙烯。
6.根据权利要求1所述的一种COC/PA复合材料，其特征在于：所述的硅酮粉为浙江冠旗纳米科技有限公司产的CN103L、CN103M、CN103H中的一种。
7.如权利要求1所述的一种COC/PA复合材料的制备方法，其特征在于：将PA6 50～80份、环烯烃共聚物 20~50份、增韧剂3～8份、相容剂2～5份、硅酮粉2～5份，用高混机混合8～15分钟后，加入双螺杆挤出机中，控制双螺杆挤出机的料筒温度在240～270℃范围内，经混合、挤出并切粒制得COC/PA复合材料。
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