CN111944309A - 一种可稳定成型加工的聚酰胺组合物 - Google Patents
一种可稳定成型加工的聚酰胺组合物 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种可稳定成型加工的聚酰胺组合物,包括聚酰胺、反应型黏度调节剂、可纤维化聚四氟乙烯和抗冲击改性剂。本发明的聚酰胺组合物具有优异的熔体强度和抵抗熔体断裂的能力,具有优异的加工性能,尤其适合挤出吹塑成型、3D吹塑成型或其他吹塑成型,具有均衡的力学性能,适合生产任何类型的模制品,尤其是具有中空结构的模制品。
Description
技术领域
本发明属于工程塑料领域,特别涉及一种可稳定成型加工的聚酰胺组合物。
背景技术
聚酰胺是具有优异高耐热性能的工程塑料,但由于缺乏足够的熔体强度无法适合挤吹塑加工,而挤吹塑加工目前已被广泛应用于中空制品的工业生产。为了使用聚酰胺材料满足挤吹塑加工生产具有高耐热的中空制品,需要对聚酰胺材料熔体粘度进行调整、提高熔体强度。
专利US4804703公开使用可纤维化聚四氟乙烯、离子化乙烯-α或β乙烯基不饱和羧酸聚合物使矿物填充的聚酰胺满足吹塑成型。
专利US5408000A公开一种柔韧热塑性可吹塑组合物包含A)40-60%重量份的聚酰胺;B)20-58%重量份的第一种乙烯共聚物选自组:共聚物包含乙烯与至少一种α,β-乙烯基不饱和羧酸(含3-8碳原子)及相应的离子聚合物;c)1-20%重量份的第二种乙烯共聚物含有1-10%重量份的共聚组分:一种α,β-乙烯基不饱和环氧;D)0.1-0.6%重量份的可纤维化聚四氟乙烯或改性聚四氟乙烯。改善吹塑制品高低温条件下的抗冲击强度。
专利US4966941公开一种适合吹塑的聚酰胺材料,如常用的惯例添加增韧剂可以提高熔体黏度和改善熔垂现象,使用含马来酸酐聚合物可以与增韧剂中的羧酸基团反应进一步提高黏度,该发明认为使用聚四氟乙烯可以减少增韧剂和含马来酸酐聚合物的使用量。组合物包含:A)90-65重量份的聚酰胺(分子量10000-25000);B)10-30重量份的以下任一组分:α,β-乙烯基不饱和羧酸的部分或完全离子化聚合物,或一种混合物含有聚乙烯和含有可高达10%重量份的羧酸或酸酐官能团的聚乙烯;C)0.3-3重量份的含酸酐的聚合物,酸酐含量至少为15%重量;D)0.1-3重量份的纤维聚四氟乙烯树脂。该组合物具有高熔体强度和满足吹塑成型要求。
缺乏足够的熔体强度会影响吹塑成型的前体管材的尺寸,并最终限制吹塑制品的尺寸及壁厚。US5094806A公开使用氟化烯烃聚合物或共聚物,选择性使用弹性体抗冲击改性剂。用于提高热塑性聚合物的熔体强度满足吹塑成型工艺。专利认为氟化聚烯烃的含量过高时会使产品外观产生麻点、分散不良导致吹塑制件发生脆性断裂。
WO2016012558A1公开一种吹塑的聚酰胺材料,包含1-50%重量的抗冲击改性剂、0.01-6.0%重量的支化剂、50-1000ppm的硅油以及0.05-2%重量的热稳定剂。
抗冲击改性剂除了提高各种温度环境下的冲击强度,一定程度改善熔体下垂的现象,该专利使用具有反应性官能团的支化剂,含有能够与聚酰胺的氨基、酰胺基和/或端羧基反应的官能团,选自羧酸、羧酸酸酐或它们的衍生物、环氧。专利中提及具有反应性的支化剂的使用可能引发凝胶化的现象,在优选具有反应性的SMA(苯乙烯-马来酸酐共聚物)的基础,额外添加了支化剂的第二组分SAN(苯乙烯-丙烯腈共聚物),认为SAN的AN结构的极性更高,改善支化剂与聚酰胺的相容性,同时稀释支化剂反应性官能团的浓度。
CN104817841B公开了一种聚酰胺组合物使用马来酸酐共聚物提高聚酰胺的熔体强度,马来酸酐具有嵌段共聚或交替共聚的结构,提供更高浓度的反应位点。
对于具有高反应活性的支化剂或交联剂,面临的加工困难是很难在熔融挤出过程控制反应程度,尤其是对于支化剂或交联剂无法实现理想混合均匀的情况下,局部高浓度剧烈的反应会形成凝胶状的产物。而工业生产条件对于粉末状或颗粒状的支化剂或交联剂的分散能力十分有限。
上述公开的技术使用聚四氟乙烯时在加工过程熔体易发生断裂。熔体断裂引发的问题包括与树脂共混熔融挤出时无法顺利进行牵引造粒、吹塑成型时挤出熔体管材或吹气时发生破裂。而使用酸酐聚合物或离子化聚合物,或导致发生凝胶化现象(由于高反应活性的高浓度酸酐聚合物的局部剧烈反应),或加剧熔体断裂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可稳定成型加工的聚酰胺组合物,该聚酰胺组合物采用反应型黏度调节剂,可以有效避免酸酐聚合物或其他高反应活性支化剂发生过度的或不均匀的反应;还可以改善由于聚四氟乙烯的加入出现加工过程熔体断裂的现象。
本发明提供了一种可稳定成型加工的聚酰胺组合物,按重量份数,包括如下组分:
聚酰胺 92.0-99.8份;
反应型黏度调节剂 0.1-5.0份;
可纤维化聚四氟乙烯 0.1-3.0份;
抗冲击改性剂 1-12份;
抗氧剂 0.1-1份;
加工稳定剂 0.1-1份;
热稳定剂 0.1-1份;
润滑剂 0.1-1份;
其中,所述反应型黏度调节剂包括含有相同或相异的反应性官能团A和反应性官能团B的低分子量化合物或低聚物;所述反应性官能团A和反应性官能团B各自不同的为异氰酸酯、过氧、环氧、酸酐、酰亚胺、噁唑啉、噁嗪、噁唑酮中的至少一种;所述低分子量化合物的分子量为150-1000;所述低聚物的重均分子量为150-1000。
所述聚酰胺为一种或多种二羧酸和一种或多种二胺的缩合产物;或一种或多种氨基羧酸的缩合产物;或一种或多种环内酰胺的开环聚合产物。
本发明中使用的二胺可选自脂肪族二胺、脂环族二胺和芳香族二胺。
使用的示例性的二胺包括但不限于丁二胺、己二胺、2-甲基戊二胺、1,5-戊二胺、壬二胺、十一烷二胺、十二烷二胺、2,2,4-三甲基己二胺、2,4,4-三甲基己二胺、5-甲基壬二胺、1,3-双(氨甲基)环己烷、1,4- 双 (氨甲基) 环己烷、1- 氨基 -3- 氨甲基-3,5,5-三甲基环己烷、双 (4-氨基环己基)甲烷、双 (3-甲基-4-氨基环己基)甲烷、2,2-双(4-氨基环己基)丙烷、双 (氨丙基)哌嗪、氨乙基哌嗪、双(对氨基环己基)甲烷、2-甲基辛二胺、三甲基己二胺、1,8-二氨基辛烷、1,9-二氨基壬烷、1,10- 二氨基癸烷、1,12- 二氨基十二烷、间二甲苯二甲胺、对二甲苯二甲胺等和它们的衍生物。
本发明中使用的合适的二羧酸可选自脂肪族二羧酸、脂环族二羧酸和芳香族二羧酸。
本发明中可使用的示例性的二羧酸包括但不限于己二酸、癸二酸、壬二酸、十二烷二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、戊二酸、庚二酸、辛二酸、1,4- 环己烷二羧酸、萘二羧酸等及它们的衍生物。
本发明中使用的示例性的脂肪族聚酰胺包括但不限于聚酰胺 6、聚酰胺 6,6、聚酰胺4,6、聚酰胺 6,10、聚酰胺 6,12、聚酰胺 5,6、聚酰胺 5,10、聚酰胺 5,12、聚酰胺 11、聚酰胺12、聚酰胺 9,10、聚酰胺 9,12、聚酰胺 9,13、聚酰胺 9,14、聚酰胺 9,15、聚酰胺6,16、聚酰胺 9,36、聚酰胺 10,10、聚酰胺 10,12、聚酰胺 10,13、聚酰胺 10,14、聚酰胺12,10、聚酰胺12,12、聚酰胺 12,13、聚酰胺 12,14、聚酰胺 6,14、聚酰胺 6,13、聚酰胺 6,15、聚酰胺 6,16、聚酰胺 6,13 等。
本发明中使用的示例性的芳香族聚酰胺包括但不限于聚(己二酰间苯二甲胺)(聚酰胺 MXD,6)、聚(对苯二甲酰十二烷二胺)(聚酰胺12,T)、聚(对苯二甲酰十一烷二胺)(聚酰胺 11,T)、聚(对苯二甲酰癸二胺)(聚酰胺10,T)、聚(对苯二甲酰壬二胺)(聚酰胺9,T)、聚(对苯二甲酰己二胺)(聚酰胺6,T)、己二酰己二胺/对苯二甲酰己二胺的共聚酰胺(聚酰胺6,T/6,6,即具有至少约50%mol来自6,T 的重复单元的聚酰胺 6,T/6,6)、对苯二甲酰己二胺/己二酰己二胺的共聚酰胺(聚酰胺 6,6/6,T,即具有至少约50%mol的来自 6,6 的重复单元的聚酰胺 6,6/6,T)、聚(对苯二甲酰己二胺/间苯二甲酰己二胺)(聚酰胺 6,T/6,I,即具有至少约50%mol来自6,T 的重复单元的聚酰胺6,T/6,I)、对苯二甲酰己二胺 / 对苯二甲酰2-甲基戊二胺的共聚酰胺(聚酰胺6,T/D,T)、己二酰己二胺/对苯二甲酰己二胺/间苯二甲酰己二胺的共聚酰胺(聚酰胺 6,6/6,T/6,I)、聚(己内酰胺-对苯二甲酰己二胺)(聚酰胺6/6,T)、聚(间苯二甲酰己二胺/对苯二甲酰己二胺)(聚酰胺 6,I/6,T,即具有至少约50%mol的来自 6,I 的重复单元的聚酰胺 6,I/6,T)、聚(间苯二甲酰己二胺)(聚酰胺 6,I)、聚(间苯二甲酰间苯二甲胺/间苯二甲酰己二胺)(聚酰胺MXD,I/6,I)、聚(间苯二甲酰间苯二甲胺/对苯二甲酰间苯二甲胺/间苯二甲酰己二胺)(聚酰胺 MXD,I/MXD,T/6,I/6,T)、聚(间苯二甲酰间苯二甲胺/间苯二甲酰十二烷二胺)(聚酰胺 MXD,I/12,I)、聚(间苯二甲酰间苯二甲胺)(聚酰胺 MXD,I)、聚(二甲基二氨基二环己基甲烷间苯二甲酰胺/十二碳酰胺)(聚酰胺 MACM,I/12)、聚(二甲基二氨基二环己甲基二氨基二环己基甲烷十二烷酰胺)(聚酰胺 MACM,I/MACM,12)等。
所述反应性官能团A和B分子量与伯胺、仲胺、酰胺、羧酸官能团中的至少一种反应。
所述反应性官能团A和B特别优选过氧、环氧、酸酐中的至少一种。
所述含环氧官能团的反应型黏度调节剂为基于二缩水甘油醚的双环氧化合物、基于过氧化胺树脂的双环氧化合物、基于二缩水甘油酯的双环氧化合物、2,2-二(对-羟基苯基)丙烷二缩水甘油醚、1,1,2,2-四(对羟基苯基)乙烷四缩水甘油醚、N,N,N’,N’-四环氧丙基-4,4’-二氨基二苯甲烷、双[对-(N-甲基-N-2,3-环氧丙氨基)-苯基]甲烷中的至少一种。
所述含过氧官能团的反应型黏度调节剂为过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷、双-叔丁基过氧基缩酮类化合物、2,4-二氯过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰、过氧化对氯苯甲酰、叔丁基过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己炔-3、2,5-二甲基-2,5-双(过氧化苯甲酰)己烷、α,α’-双(叔丁基过氧基-间异丙基)苯中的至少一种。
所述含酸酐官能团的反应型黏度调节剂含有衣康酸或马来酸的酸酐官能团,同时含有至少一种共聚烯类单体,选自乙烯、丙烯、异丙烯、异丁烯、丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯腈,所述的共聚烯类单体可含有羧酸及其衍生物,所述的衍生物包含如酸酐、酯、金属离子皂化。
本发明的反应型黏度调节剂区别于同样具有反应官能团的增韧剂,反应型黏度调节剂可不具备改善材料韧性、抗冲击强度的作用,避免大量地添加。
本发明还可以包含其他具有反应型官能团的具有类似调节黏度作用的组分,例如在其他专利中提及的具有调节韧性或抗冲击强度的组分,例如乙烯-α,β-乙烯基脂肪族环氧共聚物,所述乙烯-α,β-乙烯基脂肪族环氧共聚物能够与聚酰胺反应,所述的乙烯-α,β-乙烯基脂肪族环氧共聚物的结构单元包含乙烯、α,β-乙烯基脂肪族环氧,α,β-乙烯基脂肪族环氧占共聚物1-10%重量份,更优选3-6%重量份,具体的实例包括丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚、乙烯基缩水甘油醚衣康酸缩水甘油酯、3,4-环氧丁基甲基丙烯酸酯。优选乙烯-α,β-乙烯基脂肪族环氧共聚物还含有结构单元选自丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,该结构单元可以提高共聚物的抗冲击强度,具体地实例包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯,并优选丙烯酸丁酯。
所述乙烯-α,β-乙烯基脂肪族环氧共聚物的具体实例包括乙烯-丙烯酸正丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-丙烯酸甲酯-丙烯酸缩水甘油酯。
所述乙烯-α,β-乙烯基脂肪族环氧共聚物在组合物中的占比为1-15%重量份。
所述可纤维化聚四氟乙烯为分散聚合或乳液聚合得到的聚四氟乙烯。聚四氟乙烯组分在熔融挤出过程中接受来自其他组分熔体传递的剪切,随后发生纤维化。剪切的有效传递是聚四氟乙烯纤维化的关键因素。
所述的聚四氟乙烯在聚酰胺组合物中添加量为0.1-3重量份,优选0.5-2重量份,更优选0.5-1.5重量份。当含量低于0.1%重量份时,形成纤维的数量过少,对熔体强度或熔体黏度的影响十分微弱。当含量高于4%重量份时,在足够纤维数量已构成的完善网络,过量的聚四氟乙烯分散相发生凝聚的风险增加,并且由于聚四氟乙烯与聚酰胺的相容性不足及表面张力差距过大,导致连续生产加工过程熔体断裂。在本发明的添加范围内可以有效提高熔体强度、避免熔垂现象的发生,改善可吹塑性能。
所述的聚四氟乙烯具体可选择已商业化的牌号:大金氟树脂Polyflon F-201、PolyflonD-1、D-2、三菱氟化学Teflon6J、Teflon30-J。
所述抗冲击改性剂为可作为弹性体基体进行改性的聚合物、弹性体基体通过接枝或共聚功能性官能团所形成的产物中的至少一种。
所述可作为弹性体基体进行改性的聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚异戊二烯、乙烯-丙烯橡胶(EPR)、乙烯-丙烯-二烯(EPDM)橡胶、乙烯-丁烯橡胶、乙烯-丙烯酸酯橡胶、丁二烯-苯乙烯橡胶、丁二烯-丙烯酸酯橡胶、乙烯-辛烯橡胶、丁二烯丙烯腈橡胶、乙烯-丙烯酸(EAA)产物、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)产物、乙烯-丙烯酸酯(EAE)产物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS) 共聚物和甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)类型的核/壳弹性体中的一种或两种以上的混合物。
所述的弹性体基体通过接枝或共聚特别的官能团所形成的产物的官能团用于实现弹性体基体与聚酰胺组分发生一定作用,提高弹性体基体与聚酰胺的相容性。所述的功能性官能团包括:羧酸、羧酸盐,酯比如丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯,离子聚合物,缩水甘油基比如环氧基团,缩水甘油酯,酐比如马来酸酐,噁唑啉,马来酰亚胺,或其混合物。具体地,所述的抗冲击改性剂可选自:乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三聚物,乙烯-丙烯酸丁酯共聚物,乙烯-丙烯酸正丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物,乙烯-马来酸酐共聚物,马来酸酐接枝的乙烯-丙烯-二烯烃共聚物,马来酸酐接枝的苯乙烯-马来酰亚胺共聚物,马来酸酐改性苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物,马来酸酐接枝的苯乙烯-丙烯腈共聚物,马来酸酐接枝的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,以及它们的氢化形式。
所述组合物还包括热稳定剂或抗氧化剂、抗静电剂、发泡剂、润滑剂、成核剂、脱模剂、紫外吸收剂、受阻胺光稳定剂、阻燃剂、着色剂中的至少一种。
更优选地,所述热稳定剂或抗氧化剂为CuI和KI复合热稳定剂、受阻酚、亚磷酸酯、硫醚和多芳香胺中的至少一种。
更优选地,所述受阻酚为1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷(CAS:1843-03-4),1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸(CAS:27676-62-6),4,4’-亚丁基双(6-叔丁基间甲酚)(CAS:85-60-9),β-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(CAS:2082-79-3),四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(CAS:6683-19-8),3,9-双[1,1-二甲基-2-[(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷(CAS:90498-90-1)和1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯(CAS:1709-70-2)中的至少一种。
更优选地,所述的亚磷酸酯为双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯(CAS:3806-34-6),双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯(CAS:80693-00-1),2-2’-亚甲基双(4,6-二丁基-苄基)-2-乙基己基亚磷酸酯(CAS: 126050-54-2),亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(CAS: 31570-04-4),亚磷酸三壬基苯酯(CAS:26523-78-4)和4,4’-对开异丙基二苯基 C12-15-醇亚磷酸酯(CAS: 96152-48-6)中的至少一种。
更优选地,所述的硫酯为季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)(CAS: 29598-76-3)。
更优选地,所述的多芳香胺为4,4’-二(苯基异丙基)二苯胺(CAS: 10081-67-1)。
更优选地,所述的成核剂为颗粒粒径小于1μm的无机成核剂和有机成核剂及的一种或两种组成的复合成核剂。所述的无机成核剂优选为滑石粉,蒙脱土和碳酸钙中的至少一种。所述的有机成核剂为苯甲酸钠,山梨醇二苄酯和羧酸钠盐中的至少一种。
更优选地,所述的填充剂为纤维状填充剂、非纤维状填充剂以及聚合物填充剂中的至少一种。所述的纤维状填充剂优选为玻璃纤维、碳纤维和有机纤维中的至少一种。所述的非纤维状填充剂为粒状、层状填充剂、纳米填充剂,优选为氧化铝、炭黑、粘土、磷酸锆、高岭土、碳酸钙、铜、硅藻土、石墨、云母、硅石、二氧化钛、沸石、滑石和硅灰石中的至少一种。所述的聚合物填充剂为玻璃珠和玻璃粉末中的至少一种。
本发明所述的聚酰胺组合物用可已知的方法制备。作为这些方法的一个典型例子,本发明的组合物的制备方法是将参与在该组合物中的各组分通过某些或所有组分冷预混和/或熔融共混的方式获得,根据各组分的性质,各组分在混合过程中受到一定程度的加热与剪切。通常使用挤出设备进行对材料的加热熔融混合挤出,其中各组分可同时或按一定的顺序引入。各组分可以以任何存在形式参与混合,包括固体、液体、不同外观的固体形态,包括粉末、颗粒、片层结构、纤维状、针状结构等。在双螺杆挤出设备将各组分经过同时或顺序地加热熔融混合剪切挤出后,经冷却后切成粒料获得这种聚酰胺组合物,通过熔融该粒料并将融化后的组合物送进成型设备获得模制品。
本发明还提供了一种可稳定成型加工的聚酰胺组合物的应用。
组合物具有优异的熔体强度和抵抗熔体断裂的能力,具有优异的加工性能,尤其适合挤出吹塑成型、3D吹塑成型或其他吹塑成型,具有均衡的力学性能。组合物适合生产任何类型的模制品,尤其是具有中空结构的模制品。具体的实例包括:管、罐、水箱、空气导管、涡轮增压器热端或冷端管道(增压空气管)、通风管道、空调管道、波纹管、套管、密封容器、压缩机或泵体外壳等。
有益效果
本发明采用反应型黏度调节剂,可以有效避免酸酐聚合物或其他高反应活性支化剂发生过度的或不均匀的反应;还可以改善由于聚四氟乙烯的加入出现加工过程熔体断裂的现象。组合物具有优异的熔体强度和抵抗熔体断裂的能力,具有优异的加工性能,尤其适合挤出吹塑成型、3D吹塑成型或其他吹塑成型,具有均衡的力学性能,适合生产任何类型的模制品,尤其是具有中空结构的模制品。
具体实施方式
表1实施例和对比例中的原料
①熔体强度等级及熔体断裂指数测试方法
使用挤出设备,根据树脂种类设定挤出温度,转速300rpm,通过设定熔体挤出速率160cm3/min,设定牵引线速率0.35m/s,测试牵引熔体所需的力值即熔体张力,是熔体发生拉伸形变所需要的力值,表征熔体强度大小,采用5个等级对熔体强度进行划分:
熔体张力≥50cN,熔体强度等级判定为“++”;
熔体张力≥40cN且<50cN,熔体强度等级判定为“+”;
熔体张力≥30cN且<40cN,熔体强度等级判定为“o”;
熔体张力≥20cN且<30cN,熔体强度等级判定为“-”;
熔体张力<20cN,熔体强度等级判定为“--”;
熔体断裂是加工过程不稳定的重要因素,在挤出过程表现为提高挤出物的牵引速率,熔体的拉伸比增大至某限值时发生断裂,发生熔体断裂时的最大牵引速率及与拉伸比、熔体加工稳定性成正比关系。因此可以采用发生熔体断裂时的牵引速率来评估熔体的加工稳定性。同样根据树脂设定挤出温度,设置转速为300rpm,设定熔体挤出速率160cm3/min,设定初始牵引线速率为0.1m/s~0.2m/s(根据不同配方的出口膨胀比率进行调整),逐渐缓慢提高牵引线速率至挤出物发生断裂,根据断裂时牵引线速率对熔体断裂指数做出如下判定:
牵引线速率≥0.9m/s,熔体断裂指数判定为1级;
牵引线速率≥0.7m/s且<0.9m/s,熔体断裂指数判定为2级;
牵引线速率≥0.5m/s且<0.7m/s,熔体断裂指数判定为3级;
牵引线速率≥0.3m/s且<0.5m/s,熔体断裂指数判定为4级;
牵引线速率<0.3m/s,熔体断裂指数判定为5级;
②力学性能评价方法
根据ISO 527-2/1A,通过模制成型制备的4mm厚测试棒、宽度10mm,测试速度5mm/min,测试23℃在空气中的拉伸强度;
根据ISO 178,通过模制成型制备的4mm厚测试棒、宽度10mm,测试速度2mm/min,测试23℃在空气中的弯曲强度;
根据ISO 179,通过模制成型制备成4mm厚、10mm宽、80mm长的测试棒,在23℃环境下测得缺口冲击强度。
表2 实施例1~9的用量(重量份)和测试结果
表3对比例1~6的用量(重量份)和测试结果
为了保证实施例配方稳定加工,各实施例还可以包含根据上述组合物100份重量计的1份其他组分,即质量比为2:2:3:3 的抗氧剂、加工稳定剂、热稳定剂和润滑剂。
表4 实施例10~15以及对比例7~9的用量(重量份)和测试结果
现有技术中提高熔体强度的方法如使用乙烯-马来酸酐共聚物或离子化的乙烯-丙烯酸共聚物,它们却很少考虑到如何改善聚四氟乙烯带来的负面作用。它们可少幅度提高熔体强度,但对改善熔体断裂指数没有明显的帮助。不仅如此,乙烯-马来酸酐共聚物由于具有高浓度的马来酸酐反应官能团,很难在生产过程得到分子水平的分散,导致熔体交联反应不均匀,且交联剂反应后自身可发生剧烈反应,因此出现凝胶化现象。导致冲击强度下降。离子化的乙烯-丙烯酸共聚物具有较好的改善抗冲击强度的效果,但影响拉伸强度和弯曲强度,较高的添加水平也可改善熔体强度。但熔体断裂指数同样会恶化。
从表2-4的实验结果可以看出,本发明反应型黏度调节剂可以改善引入聚四氟乙烯后的熔体断裂指数,改善熔体强度,并获得均衡的力学性能。比如,实施例6(与对比例6比较)及实施例7(与对比例4比较)中,在使用现有技术的离子化乙烯-丙烯酸共聚物,使用本发明反应型黏度调节剂,可以有效地改善熔体断裂指数和熔体强度。同时,当聚四氟乙烯添加量增大时,同样需要适当增加反应型黏度调节剂的添加量。
Claims (10)
1.一种可稳定成型加工的聚酰胺组合物,其特征在于:按重量份数,包括如下组分:
聚酰胺 92.0-99.8份;
反应型黏度调节剂 0.1-5.0份;
可纤维化聚四氟乙烯 0.1-3.0份;
抗冲击改性剂 1-12份;
抗氧剂 0.1-1份;
加工稳定剂 0.1-1份;
热稳定剂 0.1-1份;
润滑剂 0.1-1份;
其中,所述反应型黏度调节剂包括含有相同或相异的反应性官能团A和反应性官能团B的低分子量化合物或低聚物;所述反应性官能团A和反应性官能团B各自不同的为异氰酸酯、过氧、环氧、酸酐、酰亚胺、噁唑啉、噁嗪、噁唑酮中的至少一种;所述低分子量化合物的分子量为150-1000;所述低聚物的重均分子量为150-1000。
2.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物,其特征在于:所述聚酰胺为一种或多种二羧酸和一种或多种二胺的缩合产物;或一种或多种氨基羧酸的缩合产物;或一种或多种环内酰胺的开环聚合产物。
3.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物,其特征在于:所述反应性官能团与伯胺、仲胺、酰胺、羧酸官能团中的至少一种反应。
4.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物,其特征在于:所述含环氧官能团的反应型黏度调节剂为基于二缩水甘油醚的双环氧化合物、基于过氧化胺树脂的双环氧化合物、基于二缩水甘油酯的双环氧化合物、2,2-二(对-羟基苯基)丙烷二缩水甘油醚、1,1,2,2-四(对羟基苯基)乙烷四缩水甘油醚、N,N,N’,N’-四环氧丙基-4,4’-二氨基二苯甲烷、双[对-(N-甲基-N-2,3-环氧丙氨基)-苯基]甲烷中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物,其特征在于:所述含过氧官能团的反应型黏度调节剂为过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷、双-叔丁基过氧基缩酮类化合物、2,4-二氯过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰、过氧化对氯苯甲酰、叔丁基过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己炔-3、2,5-二甲基-2,5-双(过氧化苯甲酰)己烷、α,α’-双(叔丁基过氧基-间异丙基)苯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物,其特征在于:所述含酸酐官能团的反应型黏度调节剂含有衣康酸或马来酸的酸酐官能团,同时含有至少一种共聚烯类单体。
7.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物,其特征在于:所述可纤维化聚四氟乙烯为分散聚合或乳液聚合得到的聚四氟乙烯。
8.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物,其特征在于:所述抗冲击改性剂为可作为弹性体基体进行改性的聚合物、弹性体基体通过接枝或共聚功能性官能团所形成的产物中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物,其特征在于:所述组合物还包括抗静电剂、发泡剂、成核剂、脱模剂、紫外吸收剂、受阻胺光稳定剂、增韧剂、阻燃剂、着色剂中的至少一种。
10.一种如权利要求1所述的可稳定成型加工的聚酰胺组合物的应用。
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