CN111073279A - 一种具有高承压能力的尼龙管材的配方及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有高承压能力的尼龙管材的配方和制备方法，属于尼龙材料的制备和生产领域。配方包括：长碳链尼龙树脂100份；乙醇1‑10份；纳米二氧化硅0.1‑5份；增塑剂1‑30份；抗冲击改性剂1‑30份；抗氧剂0.1‑3份。本发明利用长碳链尼龙作为基体树脂，保留其柔性的特显，通过纳米SiO2和增韧改性后，强度比一般的长碳链尼龙增韧树脂强度高，可以作为车用尼龙软管料。

Description

一种具有高承压能力的尼龙管材的配方及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种具有高承压能力的尼龙管材的配方及其制备方法，属于尼龙材料的制备和生产领域。
背景技术
车用尼龙软管主要由经过增韧改性后的长碳链尼龙制备而成。长碳链尼龙与传统尼龙66，尼龙610相比，有着韧性好，吸水率低的特点。但是由于长碳链尼龙碳链较长，酰胺基密度减少，导致其强度降低。而通过添加增塑剂增韧改性后，强度会进一步降低。这限制了其应用范围。随着对车用软管安全性要求的提高，对尼龙软管的强度也提出了更高的要求。
发明内容
本发明发现一种尼龙软管料，经过增韧改性后，在不降低韧性的同时，与传统的长碳链尼龙增韧改性料相比强度大大增加，可以作为尼龙软管料。
本发明的技术方案，一种具有高承压能力的尼龙管材的配方，原料包括以下重量份的组分：长碳链尼龙树脂100份；乙醇1-10份；纳米二氧化硅0.1-5份；增塑剂1-30份；抗冲击改性剂1-30份；抗氧剂0.1-3份。
更好的方案是，长链共聚尼龙100份；乙醇1-10份；纳米二氧化硅0.1-3份；增塑剂1-20份；抗冲击改性剂1-20份；；抗氧剂1.0-3.0份。
更好的方案是，长链共聚尼龙100份；乙醇1-5份；纳米二氧化硅0.2-2份；抗冲击改性剂1-10份；增塑剂5-20份；抗氧剂1.5-3.0份。
所述的长碳链尼龙为PA1010、PA1012、PA1014或PA1014中的一种或几种；或者其中一种或几种物质的共聚物。
所述的增塑剂为高级醇、羟基苯甲酸酯、芳香族磺酰胺和酚类的任意一种或几种的组合。当高级醇作为增塑剂时，包括但不限于乙二醇、甘油等。当羟基苯甲酯作为增塑剂时，包括但不限于p-羟基苯甲酸辛酯、p-羟基苯甲酸-2-乙基己酯、p-羟基苯甲酸庚酯等。当芳香族磺酰胺作为增塑剂时，包括但不限于N-甲基苯磺酰胺、N-丁基苯磺酰胺、p-甲苯磺酰胺、N-乙基-p-甲苯环酰胺、N-环乙基-p-甲苯磺酰胺。当酚类作为增塑剂时，包括但不限于β-萘酚、二苯基苯酚、辛基苯酚。
所述的抗冲改性剂为聚烯烃、烯烃共聚物和弹性体中的任意一种或几种的组合，成核剂为黏土类、氧化物类、无机盐类、无机成核剂、酰胺、苯基次膦酸钠、苯甲酸、C1～10烷基取代的苯甲酸衍生物的金属盐、聚碳酸酯、聚苯硫醚和碳纤维有机成核剂中的任意一种或几种的组合。
所述抗氧剂为抗氧剂168或抗氧剂1098中的一种或两种物质的混合物。
所述的纳米SiO2经过表面改性，表面带有氨基基团。
另一方面，所述具有高承压能力的尼龙管材的制备方法：
将所述的纳米SiO2加入无水乙醇中，超声振荡1-2小时，得到纳米SiO2乙醇溶液；
将纳米SiO2乙醇溶液，水，长碳链尼龙盐加入反应釜，升温升压，在1.5-2.5Mpa，190-230℃下反应1-4小时，然后将反应体系压力慢慢降到常压，在常压，240-260℃下继续反应1-4小时后，将物料挤出、铸带、冷却、切粒，得到纳米SiO2改性长碳链尼龙树脂。
将纳米SiO2改性的长碳链尼龙树脂、抗氧剂、抗冲击改性剂加入高混机，在300-500r/min的条件下搅拌5-10分钟，待物料完全混合均匀后，通过喂料器匀速加入到双螺杆挤出机中，增塑剂用液体计量泵通过挤出机中预留的液体加料口按照计算好的速度匀速加入。所有物料经双螺杆熔融混合均匀后挤出、冷却、造粒、烘干、包装，等到最后的成品。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：在保留了长碳链尼龙柔韧性好，吸水率低的特点上，制备的尼龙软管料强度大大增加，满足车用尼龙软管的要求。
具体实施方式
实施例1
将172份的癸二胺、202份癸二酸、400份的去离子水、2份纳米SiO2乙醇溶液加入反应釜中，升温至温度达到200℃，压力达到1.5MPa时，排出水蒸气使压力维持在1.5Mpa，反应2小时，然后将反应釜的压力降至常压，同时反应釜内温度升到250℃。保持常压1小时后，加压出料，冷却、切粒得到纳米SiO2改性尼龙1010。
按照如下配方进行增韧改性：
纳米SiO2改性尼龙1010 100份、增塑剂N-丁基苯磺酰胺10份、抗冲击改性剂EPDM-g-MA 10份，抗氧剂168 1.5份、抗氧剂1098 1.5份。
将纳米SiO2改性尼龙1010、抗氧剂、抗冲击改性剂EPDM-g-MA按配方要求的比例加入高混机，在400r/min的条件下搅拌8分钟，待物料完全混合均匀后，通过喂料器匀速加入到双螺杆挤出机中，而增塑剂则用液体计量泵通过挤出机中预留的液体加料口按照计算好的速度匀速加入，以保证配比符合配方要求。所有物料经双螺杆熔融混合均匀后挤出、冷却、造粒、烘干、包装，得到最后的成品。
制备的产品注塑成标准样条后力学性能如表1所示，用所得产品制备成尼龙软管后测试性能如表2所示。
实施例2
将172份的癸二胺、230份十二碳二酸、500份的去离子水、2.5份纳米SiO2乙醇溶液加入反应釜中，升温至温度达到205℃，压力达到1.6MPa时，排出水蒸气使压力维持在1.8Mpa，反应2小时，然后将反应釜的压力降至常压，同时反应釜内温度升到240℃。保持常压2小时后，加压出料，冷却、切粒得到纳米SiO2改性尼龙1012。
按照如下配方进行增韧改性：
纳米SiO2改性尼龙1012 100份、增塑剂N-丁基苯磺酰胺10份、抗冲击改性剂POE-g-MA 12份，抗氧剂168 2份、抗氧剂1098 2份。
将纳米SiO2改性尼龙1012、抗氧剂、抗冲击改性剂POE-g-MA按配方要求的比例加入高混机，在400r/min的条件下搅拌8分钟，待物料完全混合均匀后，通过喂料器匀速加入到双螺杆挤出机中，而增塑剂则用液体计量泵通过挤出机中预留的液体加料口按照计算好的速度匀速加入，以保证配比符合配方要求。所有物料经双螺杆熔融混合均匀后挤出、冷却、造粒、烘干、包装，得到最后的成品。
制备的产品注塑成标准样条后力学性能如表1所示，用所得产品制备成尼龙软管后测试性能如表2所示。
实施例3
将172份的癸二胺、258份十四碳二酸、500份的去离子水、2.5份纳米SiO2乙醇溶液加入反应釜中，升温至温度达到210℃，压力达到1.8MPa时，排出水蒸气使压力维持在1.8Mpa，反应3小时，然后将反应釜的压力降至常压，同时反应釜内温度升到240℃。保持常压2小时后，加压出料，冷却、切粒得到纳米SiO2改性尼龙1014。
按照如下配方进行增韧改性：
纳米SiO2改性尼龙1014 100份、增塑剂N-丁基苯磺酰胺12份、抗冲击改性剂SEBS-g-MA12份，抗氧剂168 2份、抗氧剂1098 2份。
将纳米SiO2改性尼龙1014、抗氧剂、抗冲击改性剂SEBS-g-MA按配方要求的比例加入高混机，在400r/min的条件下搅拌8分钟，待物料完全混合均匀后，通过喂料器匀速加入到双螺杆挤出机中，而增塑剂则用液体计量泵通过挤出机中预留的液体加料口按照计算好的速度匀速加入，以保证配比符合配方要求。所有物料经双螺杆熔融混合均匀后挤出、冷却、造粒、烘干、包装，得到最后的成品。
制备的产品注塑成标准样条后力学性能如表1所示，用所得产品制备成尼龙软管后测试性能如表2所示。
实施例4
将200份的十二碳二胺、230份十二碳二酸、400份的去离子水、1.5份纳米SiO2乙醇溶液加入反应釜中，升温至温度达到215℃，压力达到2.0MPa时，排出水蒸气使压力维持在2.0Mpa，反应3小时，然后将反应釜的压力降至常压，同时反应釜内温度升到230℃。保持常压3小时后，加压出料，冷却、切粒得到纳米SiO2改性尼龙1212。
按照如下配方进行增韧改性：
纳米SiO2改性尼龙1212 100份、增塑剂N-丁基苯磺酰胺10份、抗冲击改性剂SEBS-g-MA 12份，抗氧剂168 2份、抗氧剂1098 2份。
将纳米SiO2改性尼龙1212、抗氧剂、抗冲击改性剂SEBS-g-MA按配方要求的比例加入高混机，在400r/min的条件下搅拌8分钟，待物料完全混合均匀后，通过喂料器匀速加入到双螺杆挤出机中，而增塑剂则用液体计量泵通过挤出机中预留的液体加料口按照计算好的速度匀速加入，以保证配比符合配方要求。所有物料经双螺杆熔融混合均匀后挤出、冷却、造粒、烘干、包装，得到最后的成品。
对比例
将172份的癸二胺、230份十二碳二酸、500份的去离子水加入反应釜中，升温至温度达到205℃，压力达到1.6MPa时，排出水蒸气使压力维持在1.8Mpa，反应2小时，然后将反应釜的压力降至常压，同时反应釜内温度升到240℃。保持常压2小时后，加压出料，冷却、切粒得到纳米SiO2改性尼龙1012。
按照如下配方进行增韧改性：
纳米SiO2改性尼龙1012 100份、增塑剂N-丁基苯磺酰胺10份、抗冲击改性剂POE-g-MA 12份，抗氧剂168 2份、抗氧剂1098 2份。
将纳米SiO2改性尼龙1012、抗氧剂、抗冲击改性剂POE-g-MA按配方要求的比例加入高混机，在400r/min的条件下搅拌8分钟，待物料完全混合均匀后，通过喂料器匀速加入到双螺杆挤出机中，而增塑剂则用液体计量泵通过挤出机中预留的液体加料口按照计算好的速度匀速加入，以保证配比符合配方要求。所有物料经双螺杆熔融混合均匀后挤出、冷却、造粒、烘干、包装，得到最后的成品。
制备的产品注塑成标准样条后力学性能如表1所示，用所得产品制备成尼龙软管后测试性能如表2所示。
表1标准样条后力学性能
Figure BDA0002343540180000041
表2尼龙软管测试性能
Figure BDA0002343540180000051

Claims (9)

1.一种具有高承压能力的尼龙管材的配方，其特征是原料包括以下重量份的组分：长碳链尼龙树脂100份；乙醇1-10份；纳米二氧化硅0.1-5份；增塑剂1-30份；抗冲击改性剂1-30份；抗氧剂0.1-3份。
2.根据权利要求1所述的具有高承压能力的尼龙管材的配方，其特征是：长碳链共聚尼龙100份；乙醇1-10份；纳米二氧化硅0.1-3份；增塑剂1- 20份；抗冲击改性剂1 - 20份；；抗氧剂1.0- 3.0 份；单位为重量份。
3.根据权利要求1所述的具有高承压能力的尼龙管材的配方，其特征是：长链共聚尼龙100份；乙醇1-5份；纳米二氧化硅0.2-2份；抗冲击改性剂1 - 10份；增塑剂5- 20份；抗氧剂1.5- 3.0 份；单位为重量份。
4.根据权利要求1所述的具有高承压能力的尼龙管材的配方，其特征是：所述的长碳链尼龙为PA1010、PA1012、PA1014或PA1014中的一种或几种；或者其中一种或几种物质的共聚物。
5.根据权利要求1所述的具有高承压能力的尼龙管材的配方，其特征是：所述的增塑剂为高级醇、羟基苯甲酸酯、芳香族磺酰胺和酚类的任意一种或几种的组合；
当高级醇作为增塑剂时，包括但不限于乙二醇或甘油；
当羟基苯甲酯作为增塑剂时，包括但不限于p-羟基苯甲酸辛酯、p-羟基苯甲酸-2-乙基己酯或p-羟基苯甲酸庚酯；
当芳香族磺酰胺作为增塑剂时，包括但不限于N-甲基苯磺酰胺、N-丁基苯磺酰胺、p-甲苯磺酰胺、N-乙基-p-甲苯环酰胺或N-环乙基-p-甲苯磺酰胺；
当酚类作为增塑剂时，包括但不限于β-萘酚、二苯基苯酚或辛基苯酚。
6.根据权利要求1所述的具有高承压能力的尼龙管材的配方，其特征是：所述的抗冲改性剂为聚烯烃、烯烃共聚物和弹性体中的任意一种或几种的组合；
成核剂为黏土类、氧化物类、无机盐类、无机成核剂、酰胺、苯基次膦酸钠、苯甲酸、C1～ 10 烷基取代的苯甲酸衍生物的金属盐、聚碳酸酯、聚苯硫醚和碳纤维有机成核剂中的任意一种或几种的组合。
7.根据权利要求1所述的具有高承压能力的尼龙管材的配方，其特征是：所述抗氧剂为抗氧剂 168 或抗氧剂 1098 中的一种或两种物质的混合物。
8.根据权利要求1所述的具有高承压能力的尼龙管材的配方，其特征是所述的纳米二氧化硅经过表面改性，表面带有氨基基团。
9.根据权利要求1所述的具有高承压能力的尼龙管材的制备方法，其特征是步骤为：
将所述的纳米二氧化硅加入无水乙醇中，超声振荡1-2小时，得到纳米二氧化硅乙醇溶液；
将纳米二氧化硅乙醇溶液、水及长碳链尼龙盐加入反应釜，升温升压，在1.5-2.5Mpa，190-230℃下反应1-4小时；
然后将反应体系压力慢慢降到常压；在常压，240-260℃下继续反应1-4小时后，将物料挤出、铸带、冷却、切粒，得到纳米二氧化硅改性长碳链尼龙树脂；
将纳米二氧化硅改性的长碳链尼龙树脂、抗氧剂、抗冲击改性剂加入高混机，在300-500r/min 的条件下搅拌5-10分钟，待物料完全混合均匀后，通过喂料器匀速加入到双螺杆挤出机中，增塑剂用液体计量泵通过挤出机中预留的液体加料口按照计算好的速度匀速加入；
所有物料经双螺杆熔融混合均匀后挤出、冷却、造粒、烘干、包装，得到最后的成品。
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