CN1116360C - 一种刚性耐低温超韧尼龙生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种刚性耐低温超韧尼龙生产方法，该方法以PA6、PA66为基料，以EVA/PE-g-MAH作复合相容剂，通过与EAA、EVA、PE等增韧剂共混来生产尼龙合金。用该方法制得的刚性耐低温超韧尼龙具有良好的低温性能，较好的韧性和刚度，能满足特殊领域的需求，可用于生产汽车保险杠托架、汽车的线卡、油管线卡、铁路铁轨槽板、轨枕座板等。
Description
本发明涉及一种刚性耐低温超韧尼龙生产方法
用丙烯酸与某些烯烃进行无规共聚可生产带羧基官能团的高粘结性树脂，最典型的有乙烯-丙烯酸共聚物(商品名为Nucrel)和乙烯-醋酸乙烯酯-丙烯酸共聚物(商品名Elvaloy)。由于这两种共聚物与乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)具有相近的分子链结构，与EVA相容性较好，又都含有能与尼龙6的端氨基反应的羧基官能团，因此成为了尼龙6/EVA超韧合金的反应型增容剂。在重量比为80∶20的尼龙6/EVA共混体系中加入重量含量为5％的Elvaloy或Nucrel时，从合金脆性断中的照片可发现，EVA在基体中的分散性明显加强，EVA弹性体粒子直径显著减小，从而使合金具有良好的综合性能。但该方法存在相容剂生产工艺复杂、技术难度大，产品成本高等缺点。
聚乙烯为非极性聚合物，与强极性的聚酰胺不具有热力学相容性。为了获得满意的共混改性效果，目前是在PE(聚乙烯)分子链上接枝马来酸酐(MAH)，以引入酸酐团或羧基。当与PA6(尼龙6)熔融共混时，这些活性基团可同PA6分子末端的氨基反应实现反应增容，藉以强化两类聚合物的界面粘接，使共混物性能得到改善。但这种方法生产的合金，其刚性和韧性仍不太理想。
采用熔融共混挤出造粒生产的PA6/HDPE/EVA共混物，HDPE又称高密度聚乙烯，因EVA有增容作用，从而使共混物的力学性能明显提高。当EVA含量为PA6重量的2％∽5％时，冲击强度提高30％∽64％；且对硬度几乎没有影响。该生产方法简单易行，但产品刚性和韧性不是很高。
本发明的目的在于提供一种刚性耐低温超韧尼龙生产方法，使得该合金在具有良好的低温性能的前提下，又具有较好的韧性和刚度，以满足特殊领域的需求，用于生产汽车保险杠托架、汽车的线卡、油管线卡、铁路铁轨槽板、轨枕座板等。
本发明提供了一种刚性耐低温超韧尼龙的生产方法：
(1)合金的组成：以PA6的重量份数100份为基准，其余组分的重量份数如下：
PA66 10份∽400份
增韧剂 10份∽135份
相容剂 5份∽35份
助剂 0.4份∽2份
其中增韧剂为EAA(7烯-丙烯酸共聚物)、EVA、HDPE中的一种或两种或三种；相容剂是通过下列方法制得的：以EVA重量份数100份为基准，PE：100份∽600份，叔丁基过氧化物：0.05份∽0.3份，马来酸酐：0.5份∽5份，在双螺杆挤出机内，控制螺杆温度为150℃∽210℃，螺杆转速为120rpm∽240rpm的工艺条件下通过共混、反应制得；助剂由抗氧剂和润滑剂组成，抗氧剂可以是抗氧剂TH-1098(N，N-六亚甲基双(3，5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酰胺))、抗氧剂168(亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯)酯)，润滑剂可以是芥酸酰胺、EBS(7撑双硬脂酸酰胺)。
(2)按一定配方混合后，进入双螺杆挤出机内，控制螺杆温度为210℃∽260℃，螺杆转速为200rpm∽260rpm的工艺条件下通过共混制得。
本发明具有如下积极效果：
(1)加入了PA66(尼龙66)提高材料的刚性；
(2)加入EAA、EVA、HDPE作为增韧剂提高材料的冲击强度；
(3)制备的特殊相容剂(EVA/PE-g-MAH)不但可提高混合物的增容效果，还能提高材料的韧性。
(4)合金及相容剂(EVA/PE-g-MAH)制造方法简单易行，易于工业化生产。
(5)用此方法制备的合金材料与尼龙6相比冲击强度可提高5倍多，而弯曲强度、拉伸强度下降不大。
实施例
第一步：制相容剂：在螺杆温度为150℃∽210℃，螺杆转速为120rpm∽240rpm的工艺条件下，按以下配方制备相容剂(EVA/PE-g-MAH)。
| 项目 | EVA | PE | 叔丁基过氧化物 | 马来酸酐 |
| A-1 | 100* | 100 | 0.07 | 5.0 |
| A-2 | 100 | 150 | 0.1 | 3.0 |
| A-3 | 100 | 300 | 0.15 | 2.0 |
| A-4 | 100 | 500 | 0.2 | 1.5 |
| A-5 | 100 | 600 | 0.3 | 0.5 |
*以上数据均为重量份数
第二步：制备合金：在螺杆温度为210℃∽260℃螺杆转速为200rpm∽260rpm下按如下配方制备三元合金。
| 项目 | PA6 | 相容剂 | 增韧剂 | 助剂* | PA66 | |
| PA6 | 100* | - | - | - | - | - |
| HTPA-7 | 100 | PE-g-MAH 13 | HDPE13 | EAA 2 | 0.4 | - |
| HTPA-27 | 100 | EVA-g-MAH 13 | HDPE13 | EVA 2 | 0.4 | - |
| HTPA-40 | 100 | PE-g-MAH 48 | HDPE16 | EAA 16 | 0.5 | 25 |
| HTPA-41 | 100 | PE-g-MAH 11 | HDPE22 | EAA 22 | 0.6 | 66 |
| HTPA-43 | 100 | PE-g-MAH 33 | HDPE67 | EAA 67 | 2.0 | 400 |
| HTPA-44 | 100 | PE-g-MAH 6 | - | EAA 13 | 0.4 | 10 |
*以上数据均为重量份数
*助剂为抗氧剂TH-1098、抗氧剂168、芥酸酰胺按重量比1∶1∶2组成的混合物将制备的合金在注塑机上制成样条按标准方法进行性能测试结果如下：
| 项目 | 缺口冲击强度KJ/m2 | 弯曲强度MPa | 弯曲模量MPa | 拉伸强度MPa | 热变形温度0.46MPa℃ | 断裂伸长率％ |
| PA6 | 5.0 | ≥70 | - | ≥50 | - | 30 |
| HTPA-7 | 19.1 | 53.6 | 1267 | 38.7 | 125 | 128.8 |
| HTPA-27 | 29.1 | 51.4 | 1247 | 40.0 | 135 | 150.9 |
| HTPA-40 | 32.0 | 49.5 | 1291 | 36.2 | 128 | 127.0 |
| HTPA-41 | 29.0 | 54.7 | 1372 | 37.7 | 140 | 125.4 |
| HTPA-43 | 27.0 | 57.1 | 1460 | 39.4 | 158 | 68.3 |
| HTPA-44 | 22.0 | 48.0 | 1234 | 36.0 | 123 | 118.0 |
缺口冲击强度的测试方法为GB1043；
弯曲强度、弯曲强度的测试方法为GB1042；
拉伸强度、断裂伸长率的测试方法为GB1634；
热变形温度的测试方法为GB1634-79；
Claims (1)
1.一种刚性耐低温超韧尼龙生产方法，其特征在于它包括下列步骤：
(1)合金的组成：以尼龙6的重量份数100份为基准，其余组分的重量份数如下：
尼龙66 10份∽400份
增韧剂 10份∽135份
相容剂 5份∽35份
助剂 0.4份∽2份
其中增韧剂为乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯中的一种或两种或三种；相容剂是通过下列方法制得的：以乙烯-醋酸乙烯共聚物重量份数100份为基准，聚乙烯：100份∽600份，叔丁基过氧化物：0.05份∽0.3份，马来酸酐：0.5份∽5份，在双螺杆挤出机内，控制螺杆温度为150℃∽210℃，螺杆转速为120rpm∽240rpm的工艺条件下通过共混、反应制得；助剂由抗氧剂和润滑剂组成，抗氧剂可以是亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯)酯、N，N-六亚甲基双(3，5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酰胺)，润滑剂可以是芥酸酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺；
(2)按一定配方混合后，进入双螺杆挤出机内，控制螺杆温度为210℃∽260℃，螺杆转速为200rpm∽260rpm的工艺条件下通过共混制得。
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