CN111647268B - 一种聚酰胺喷片材料及其制备方法 - Google Patents

一种聚酰胺喷片材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚酰胺喷片材料，按重量份计，其原料包括聚酰胺60‑80份、聚对苯二甲酸乙二醇酯10‑15份、填充剂12‑16份、热稳定剂5‑8份、抗氧化剂2‑5份、润滑剂1‑5份、阻燃剂2‑6份、耐磨剂1‑3份，所述填充剂包括纳米氧化物和纤维素。本发明各组分在一定配比的共同作用下，具有较高的拉伸强度，较好的耐侯性，和较强的耐有机溶剂性能，各组分无毒、绿色环保、可回收再利用。

Description

一种聚酰胺喷片材料及其制备方法
技术领域
本申请属于塑料材料技术领域，具体涉及一种聚酰胺喷片材料及其制备方法。
背景技术
传统的日化用品的喷雾泵以及喷片材料多为聚甲醛树脂(POM)，但是聚甲醛树脂在加工制造的过程中容易产生甲醛气体，甲醛气体具有刺激性，会对眼睛和喉咙造成伤害，严重威胁人们的身体健康状况，也会污染环境。聚甲醛树脂在长期高温的环境状况下也会产生甲醛气体，而且聚甲醛树脂的耐候性能也比较差，现在急需一种环保且耐候性能好的喷片材料。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种聚酰胺喷片材料，按重量份计，其原料包括聚酰胺60-80份、聚对苯二甲酸乙二醇酯10-15份、填充剂12-16份、热稳定剂5-8份、抗氧化剂2-5份、润滑剂1-5份、阻燃剂2-6份、耐磨剂1-3份，所述填充剂包括纳米氧化物和纤维素。
作为一种优选的技术方案，所述聚酰胺为聚己二酰己二胺和聚对苯二甲酰对苯二胺的混合物，所述聚己二酰己二胺和聚对苯二甲酰对苯二胺的质量比为10：1。
作为一种优选的技术方案，所述纳米氧化物和纤维素的质量比为2：3。
作为一种优选的技术方案，所述纳米氧化物为纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的混合物，所述纳米二氧化硅与纳米二氧化钛的质量比为1：1-3。
作为一种优选的技术方案，所述纳米二氧化硅与纳米二氧化钛的质量比为1:3。
作为一种优选的技术方案，所述纳米二氧化硅的粒径在30-50nm。
作为一种优选的技术方案，所述纳米二氧化钛为金红石型纳米二氧化钛。
作为一种优选的技术方案，所述红金石型纳米二氧化钛的粒径在30nm。
作为一种优选的技术方案，所述热稳定剂为硬脂酸钙。
作为一种优选的技术方案，所述抗氧化剂为硫代二丙酸二月桂酯。
作为一种优选的技术方案，所述润滑剂为硬脂酸丁酯。
作为一种优选的技术方案，所述阻燃剂为氢氧化铝。
作为一种优选的技术方案，所述耐磨剂为二甲基硅油。
本发明的第二个方面提供了所述的聚酰胺喷片材料的制备方法，将聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、填充剂、热稳定剂、抗氧化剂、润滑剂、阻燃剂和耐磨剂在280-320℃的条件下进行混炼4h，得到聚酰胺喷片材料。
有益效果：本发明中的聚酰胺为聚己二酰己二胺和聚对苯二甲酰对苯二胺的混合物，聚对苯二甲酰对苯二胺的加入，提高了材料的机械强度，增强了材料的阻燃性，提高了材料的相容性和耐化学溶剂的性能，绿色无毒环保，不会对人的身体健康造成影响。使用纳米二氧化硅、纳米二氧化钛与纤维素作为填充剂，能够增强整体的机械强度和各组分之间的分散性。在配方中加入聚对苯二甲酸乙二醇酯，提高整体材料的耐候性，通过加入硬脂酸钙提高整体材料的热稳定性能。本发明各组分无毒，所制成的喷片材料，绿色环保可回收再利用。
具体实施方式
为了下面的详细描述的目的，应当理解，本发明可采用各种替代的变化和步骤顺序，除非明确规定相反。此外，除了在任何操作实例中，或者以其他方式指出的情况下，表示例如说明书和权利要求中使用的成分的量的所有数字应被理解为在所有情况下被术语“约”修饰。因此，除非相反指出，否则在以下说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是根据本发明所要获得的期望性能而变化的近似值。至少并不是试图将等同原则的适用限制在权利要求的范围内，每个数值参数至少应该根据报告的有效数字的个数并通过应用普通舍入技术来解释。
尽管阐述本发明的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是具体实例中列出的数值尽可能精确地报告。然而，任何数值固有地包含由其各自测试测量中发现的标准偏差必然产生的某些误差。
当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。例如，从“1至10”的指定范围应视为包括最小值1与最大值10之间的任何及所有的子范围。范围1至10的示例性子范围包括但不限于1至6.1、3.5至7.8、5.5至10等。
为了解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种聚酰胺喷片材料，按重量份计，其原料包括聚酰胺60-80份、聚对苯二甲酸乙二醇酯10-15份、填充剂12-16份、热稳定剂5-8份、抗氧化剂2-5份、润滑剂1-5份、阻燃剂2-6份、耐磨剂1-3份，所述填充剂包括纳米氧化物和纤维素。
聚酰胺俗称尼龙(Nylon)，是分子主链上含有重复酰胺基团—[NHCO]—的热塑性树脂总称，包括脂肪族PA，脂肪—芳香族PA和芳香族PA。PA具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，适于用填料填充，提高性能和扩大应用范围。
作为一种优选的技术方案，所述聚酰胺为聚己二酰己二胺和聚对苯二甲酰对苯二胺的混合物，所述聚己二酰己二胺和聚对苯二甲酰对苯二胺的质量比为10：1。
作为一种优选的技术方案，所述纳米氧化物和纤维素的质量比为2：3。
纳米二氧化硅是一种无机化工材料，俗称白炭黑。由于是超细纳米级，尺寸范围在1～100nm，因此具有许多独特的性质，能提高其他材料抗老化、强度和耐化学性能。纳米级二氧化硅为无定形白色粉末，无毒、无味、无污染，微结构为球形，呈絮状和网状的准颗粒结构，分子式和结构式为SiO2，不溶于水。
纳米二氧化钛是白色疏松粉末，有良好的分散性和耐候性。纳米二氧化钛主要有两种结晶形态：锐钛型和金红石型。金红石型二氧化钛比锐钛型二氧化钛稳定而致密，有较高的硬度、密度、介电常数及折射率，其遮盖力和着色力也较高。
作为一种优选的技术方案，所述纳米氧化物为纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的混合物，所述纳米二氧化硅与纳米二氧化钛的质量比为1：1-3。
作为一种优选的技术方案，所述纳米二氧化硅与纳米二氧化钛的质量比为1:3。
作为一种优选的技术方案，所述纳米二氧化硅的粒径在30-50nm。
作为一种优选的技术方案，所述纳米二氧化钛为金红石型纳米二氧化钛。
作为一种优选的技术方案，所述红金石型纳米二氧化钛的粒径在30nm。
热稳定剂是塑料加工工程中添加的助剂，能够使塑料在加工的过程中具备较好的热稳定性能。
作为一种优选的技术方案，所述热稳定剂为硬脂酸钙。
抗氧化剂是对于大多数塑料品种来说，在其制造、加工、贮存及应用过程中都很重要，塑料对氧化降解都有一定的敏感性，氧渗入塑料薄膜中几乎与大多数聚合物都能发生反应而导致降解或交联，从而改变材料的性能。聚合物的氧化过程是游离基型的链锁反应。塑料中添加抗氧化剂这样一些物质，它可以捕获活性的游离基，生成非活性游离基，或者能够分解在氧化过程中产生的过氧化物，使链锁反应终止，延缓聚合物的氧化过程。从而使聚合物能顺利进行加工，并延长使用寿命。
作为一种优选的技术方案，所述抗氧化剂为硫代二丙酸二月桂酯。
作为一种优选的技术方案，所述润滑剂为硬脂酸丁酯。
阻燃剂，赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂，主要是针对高分子材料的阻燃设计的，添加型阻燃剂是通过机械混合方法加入到聚合物中，使聚合物具有阻燃性的。
作为一种优选的技术方案，所述阻燃剂为氢氧化铝。
作为一种优选的技术方案，所述耐磨剂为二甲基硅油。
本发明的第二个方面提供了所述的聚酰胺喷片材料的制备方法，将聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、填充剂、热稳定剂、抗氧化剂、润滑剂、阻燃剂和耐磨剂在280-320℃的条件下进行混炼4h，得到聚酰胺喷片材料。
本发明中的聚酰胺包括脂肪族聚酰胺聚己二酰己二胺和芳香族聚酰胺聚对苯二甲酰对苯二胺，能够整体提高整体材料的强度、耐候性、耐溶剂性。但是聚对苯二甲酰对苯二胺长时间光照之后，强度会有所下降，纳米二氧化钛具有对抗紫外线的光学性能高，能够增加聚酰胺喷片材料的机械强度，使聚酰胺喷片材料机械强度的持久性较好，还能提高整体材料的分散性，使材料各部分的性能更加均一，增加聚酰胺喷片材料的抗氧化性。通过加入聚对苯二甲酸乙二醇酯提高了材料的耐侯性，使材料在低温的条件下依然保持较好的机械性能。
另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售得到的。
实施例
实施例1
本实施例的第一个方面提供了一种聚酰胺喷片材料，按重量份计，其原料包括聚酰胺60份、聚对苯二甲酸乙二醇酯10份、填充剂12份、热稳定剂5份、抗氧化剂2份、润滑剂1份、阻燃剂2份、耐磨剂1份，所述填充剂包括纳米氧化物和纤维素。
所述聚酰胺为聚己二酰己二胺和聚对苯二甲酰对苯二胺的混合物，所述聚己二酰己二胺和聚对苯二甲酰对苯二胺的质量比为10：1。所述聚己二酰己二胺，购自深圳市福田区昭展高分子材料有限公司，货号为：70G25HSLR。聚对苯二甲酰对苯二胺，购自东莞市凯茜利塑胶原料有限公司，货号为：4402。
纳米氧化物和纤维素的质量比为2：3。所述纤维素购自南昌市西湖区金润广场友邦化工经营部，货号：1188。纳米氧化物为纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的混合物，所述纳米二氧化硅与纳米二氧化钛的质量比为1:1。所述纳米二氧化硅的粒径在30nm，所述纳米二氧化硅购自上海迈坤化工有限公司，CAS号为：7631-86-9。所述纳米二氧化钛为金红石型纳米二氧化钛，所述红金石型纳米二氧化钛的粒径在30nm，购自上海尼原实业有限公司，CAS号为：13463-67-7，货号为：NT-R30T。所述热稳定剂为硬脂酸钙，购自邵阳天堂助剂化工有限公司，CAS号为：1592-23-0。
所述抗氧化剂为硫代二丙酸二月桂酯，购自广州千胜精细化工有限公司。
所述润滑剂为硬脂酸丁酯，购自上海屹慧化工有限公司，CAS号：123-95-5。所述阻燃剂为氢氧化铝，购自山东中扬化工科技有限公司，货号：AH-1，CAS号为：21645-51-2。
所述耐磨剂为二甲基硅油，购自广州市林醇化工有限公司，货号为1000CS，CAS号为：9006-65-9。
本实施例的第二个方面提供了所述的聚酰胺喷片材料的制备方法，将聚己二酰己二胺和聚对苯二甲酰对苯二胺的混合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和纤维素的混合物、硬脂酸钙、硫代二丙酸二月桂酯、硬脂酸丁酯、氢氧化铝和二甲基硅油在280℃的条件下进行混炼4h，得到聚酰胺喷片材料。
实施例2
本实施例第一个方面提供了一种聚酰胺喷片材料，按重量份计，其原料包括聚酰胺70份、聚对苯二甲酸乙二醇酯12份、填充剂14份、热稳定剂6份、抗氧化剂3份、润滑剂3份、阻燃剂4份、耐磨剂2份，所述填充剂包括纳米氧化物和纤维素。所述聚酰胺为聚己二酰己二胺和聚对苯二甲酰对苯二胺的混合物，所述聚己二酰己二胺和聚对苯二甲酰对苯二胺的质量比为10：1。所述聚己二酰己二胺，购自深圳市福田区昭展高分子材料有限公司，货号为：70G25HSLR。聚对苯二甲酰对苯二胺，购自烟台泰和新材料股份有限公司，CAS号：500。
纳米氧化物和纤维素的质量比为2：3。所述纤维素购自南昌市西湖区金润广场友邦化工经营部，货号：1188。纳米氧化物为纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的混合物，所述纳米二氧化硅与纳米二氧化钛的质量比为1:2。所述纳米二氧化硅的粒径在30nm，所述纳米二氧化硅购自上海迈坤化工有限公司，CAS号为：7631-86-9。
所述纳米二氧化钛为金红石型纳米二氧化钛，所述红金石型纳米二氧化钛的粒径在30nm，购自上海尼原实业有限公司，CAS号为：13463-67-7，货号为：NT-R30T。所述热稳定剂为硬脂酸钙，购自邵阳天堂助剂化工有限公司，CAS号为：1592-23-0。
所述抗氧化剂为硫代二丙酸二月桂酯，购自广州千胜精细化工有限公司。
所述润滑剂为硬脂酸丁酯，购自上海屹慧化工有限公司，CAS号：123-95-5。所述阻燃剂为氢氧化铝，购自山东中扬化工科技有限公司，货号：AH-1，CAS号为：21645-51-2。
所述耐磨剂为二甲基硅油，购自广州市林醇化工有限公司，货号为1000CS，CAS号为：9006-65-9。
本实施例的第二个方面提供了所述的聚酰胺喷片材料的制备方法，将聚己二酰己二胺和聚对苯二甲酰对苯二胺的混合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和纤维素的混合物、硬脂酸钙、硫代二丙酸二月桂酯、硬脂酸丁酯、氢氧化铝和二甲基硅油在300℃的条件下进行混炼4h，得到聚酰胺喷片材料。
实施例3
本实施例第一个方面提供了一种聚酰胺喷片材料，按重量份计，其原料包括聚酰胺80份、聚对苯二甲酸乙二醇酯15份、填充剂16份、热稳定剂8份、抗氧化剂5份、润滑剂5份、阻燃剂6份、耐磨剂3份，所述填充剂包括纳米氧化物和纤维素。所述聚酰胺为聚己二酰己二胺和聚对苯二甲酰对苯二胺的混合物，所述聚己二酰己二胺和聚对苯二甲酰对苯二胺的质量比为10：1。所述聚己二酰己二胺购自深圳市福田区昭展高分子材料有限公司，货号为：70G25HSLR。聚对苯二甲酰对苯二胺，购自烟台泰和新材料股份有限公司，CAS号：500。
纳米氧化物和纤维素的质量比为2：3。所述纤维素购自南昌市西湖区金润广场友邦化工经营部，货号：1188。纳米氧化物为纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的混合物，所述纳米二氧化硅与纳米二氧化钛的质量比为1:3。所述纳米二氧化硅的粒径在30nm，所述纳米二氧化硅购自上海迈坤化工有限公司，CAS号为：7631-86-9。
所述纳米二氧化钛为金红石型纳米二氧化钛，所述红金石型纳米二氧化钛的粒径在30nm，购自上海尼原实业有限公司，CAS号为：13463-67-7，货号为：NT-R30T。所述热稳定剂为硬脂酸钙，购自邵阳天堂助剂化工有限公司，CAS号为：1592-23-0。
所述抗氧化剂为硫代二丙酸二月桂酯，购自广州千胜精细化工有限公司。
所述润滑剂为硬脂酸丁酯，购自上海屹慧化工有限公司，CAS号：123-95-5。所述阻燃剂为氢氧化铝，购自山东中扬化工科技有限公司，货号：AH-1，CAS号为：21645-51-2。
所述耐磨剂为二甲基硅油，购自广州市林醇化工有限公司，货号为1000CS，CAS号为：9006-65-9。
本实施例的第二个方面提供了所述的聚酰胺喷片材料的制备方法，将聚己二酰己二胺和聚对苯二甲酰对苯二胺的混合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和纤维素的混合物、硬脂酸钙、硫代二丙酸二月桂酯、硬脂酸丁酯、氢氧化铝和二甲基硅油在320℃的条件下进行混炼4h，得到聚酰胺喷片材料。
对比例1
与实施例3的区别在于：所述聚酰胺为聚己二酰己二胺，购自深圳市福田区昭展高分子材料有限公司，货号为：70G25HSLR。
对比例2
与实施例3的区别在于：所述聚酰胺为聚己二酰己二胺和聚癸二酰己二胺的混合物，所述聚己二酰己二胺和聚癸二酰己二胺的质量比为10：1。所述聚己二酰己二胺，购自深圳市福田区昭展高分子材料有限公司，货号为：70G25HSLR。所述聚癸二酰己二胺，购自东菀市凯茜利塑胶原料有限公司，货号为：QFL-4036。
对比例3
与实施例3的区别在于：所述纳米氧化物为纳米二氧化硅，所述纳米二氧化硅的粒径为30nm，购自上海迈坤化工有限公司，CAS号为：7631-86-9。
对比例4
与实施例3的区别在于：所述纳米氧化物为纳米二氧化硅与纳米氧化铝的混合物，所述纳米二氧化硅与纳米氧化铝的质量比为1:3。所述纳米二氧化硅的粒径为30nm，购自上海迈坤化工有限公司，CAS号为：7631-86-9。所述纳米氧化铝的粒径为30nm，购自杭州恒纳新材料有限公司，CAS号：1344-28-1，货号：009。
性能测试
测试一：将实施例1-3和对比例1-4中所得的聚酰胺喷片材料，每组分别制备10个相同的I型样条，参照GB/T 1447-2005的标准，进行拉伸强度的测试。
测试二：将实施例1-3和对比例1-4中所得的聚酰胺喷片材料，每组分别制备10个相同的I型样条，所有样条在55℃下放置100h，冷却至室温后，参照GB/T 1447-2005的标准，进行拉伸强度的测试。
测试三：将实施例1-3和对比例1-4中所得的聚酰胺喷片材料，每组分别制备10个相同的I型样条，所有样条在-25℃下放置100h，样条恢复至室温后，参照GB/T 1447-2005的标准，进行拉伸强度的测试。
测试一拉伸强度(MPa) 测试二拉伸强度(MPa) 测试三拉伸强度(MPa)
实施例1 76.5 76.3 76.5
实施例2 78.3 78.4 78.2
实施例3 78.8 78.5 78.6
对比例1 63.8 54.6 52.8
对比例2 65.2 54.8 53.2
对比例3 70.5 60.2 68.3
对比例4 71 59.8 67.5
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或更改为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种聚酰胺喷片材料，其特征在于，按重量份计，其原料包括聚酰胺60-80份、聚对苯二甲酸乙二醇酯10-15份、填充剂12-16份、热稳定剂5-8份、抗氧化剂2-5份、润滑剂1-5份、阻燃剂2-6份、耐磨剂1-3份，所述填充剂包括纳米氧化物和纤维素，所述纳米氧化物和纤维素的质量比为2：3，所述聚酰胺为聚己二酰己二胺和聚对苯二甲酰对苯二胺的混合物，所述聚己二酰己二胺和聚对苯二甲酰对苯二胺的质量比为10：1，所述纳米氧化物为纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的混合物，所述纳米二氧化硅与纳米二氧化钛的质量比为1：1-3。
2.根据权利要求1所述的聚酰胺喷片材料，其特征在于，所述纳米二氧化硅的粒径在30-50nm。
3.根据权利要求1所述的聚酰胺喷片材料，其特征在于，所述纳米二氧化钛为金红石型纳米二氧化钛。
4.根据权利要求3所述的聚酰胺喷片材料，其特征在于，所述金红石型纳米二氧化钛的粒径在30nm。
5.根据权利要求1所述的聚酰胺喷片材料，其特征在于，所述热稳定剂为硬脂酸钙。
6.一种根据权利要求1-5中任一项所述的聚酰胺喷片材料的制备方法，其特征在于，将聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、填充剂、热稳定剂、抗氧化剂、润滑剂、阻燃剂和耐磨剂在280-320℃的条件下进行混炼4h，得到聚酰胺喷片材料。
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