CN111978628A - 一种pp和pa6共混改性复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种公开了一种PP和PA6共混改性复合材料及其制备方法。该复合材料由PP与PA6共混为主要原料、各种助剂组成，质量百分比为聚丙烯93.2～73.7%，尼龙6 4.7～19%，相容剂1.2～4.8%，润滑剂0.3～1%，抗氧剂0.6～1.5%。通过调整组分及配方制得，并介绍了PP与PA6共混的步骤制定与实施。并研究了不同份量的PA6对PP与PA6共混的工艺与产品质量的影响，根据实践结果总结出PP与PA6共混改性中PA6的最佳份量，讨论加工工艺过程中的注意事项。

Description

一种PP和PA6共混改性复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种PP和PA6共混改性复合材料及其制备方法。
背景技术
PP作为典型的结晶聚合物，自从1957年开始工业化生产以来发展迅速，是一种应用广泛的塑料，近年来，PP已成为五大通用合成树脂中增长速度最快、新产品最为活跃的品种，它具有密度小、力学性能优良、电绝缘性良好、介电率较小、耐应力开裂、耐化学药品、无毒等优点，但也有一些缺点，如低温脆性，成性收缩率较大，热变形温度不高，耐光、耐磨性差，不易染色，PP的共混改性主要针对上述缺点进行。
PA6为大品种工程塑料，具有优良的力学性能，耐磨性，自润滑性耐腐蚀性和较好的成型加工性，利用PA6对PP进行共混改性，克服了二者固有的缺点，所得的材料具有优良的综合性能，已成为新的开发热点，PP为非极性聚合物，与强极性的PA6不具有热力学相容性，为获得满意的共混效果必须改性或采用增容剂改善两种组分的相容性，PP/PA6体系所用的增容剂有PP-g-MAH、EPR- g-MAH、SEBS-g-MAH、离子交联聚合物等，邱友德等研究了增强PA6/PP-g-MAH(聚丙烯接枝马来酸酐)和PA/PP/PP-g-MAH,指出PP-g-MAH可以明显改善合金的相容性，得到性能优良的产品，段建华等研究了PP/PA6/SEBS共混体系,少量的SEBS可使共混物的冲击韧性得到显著的改善,制得超韧共混物，Beltrame等比较了乙烯丙烯酸丁酯-马来酸酐、EVA-g-MAH对PE/PP/PA的增容作用,认为前者的增容效果较好，沈经纬等研究了PP-g-ITA(衣康酸)对PP/PA的增容作用，Sathe等认为PP-g-MAH作为增溶剂可显著改善PP/PA的形态及力学性能,尤以4.8%的含量最佳。
综上所述，有必要开发出一种具有优良性能的PP和PA6共混改性复合材料。
发明内容
本发明克服现有技术中的不足，提供一种PP和PA6共混改性复合材料，该材料在保留PP的耐水、耐油及耐化学性的情况下，还改善了成型收缩率、耐热性和不易染色的特性，拓宽PP的应用领域。与传统的聚丙烯相比，可以达到更为理想的力学性能。
本发明采用的技术方案如下：
1、其原料按质量百分比计，详细配方如下：
聚丙烯93.2～73.7%
尼龙6 4.7～19%
相容剂1.2～4.8%
润滑剂 0.3～1%
抗氧剂 0.6～1.5%。
2、本发明所述的一种PP和PA6共混改性复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯是由PP（T30S）、PP（L5E89）、PP（B8101）中的一种或多种组成。
3、本发明所述的一种PP和PA6共混改性复合材料，其特征在于：所述的尼龙6是由众多牌号中的至少一种尼龙6组成。
4、本发明所述的一种PP和PA6共混改性复合材料，其特征在于：所述的相容剂是由PP-g-MAH、EPR- g-MAH、SEBS-g-MAH、离子交联聚合物中至少一种组成。
5、本发明所述的一种PP和PA6共混改性复合材料，其特征在于：所述的润滑剂是聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、硬脂酸钙和EBS中的一种或多种。
6、本发明所述的一种PP和PA6共混改性复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂是抗氧剂1098、抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1024、抗氧剂3114中的一种或多种。
7、本发明所述的一种PP和PA6共混改性复合材料，其特征在于：包括以下制备过程：将聚丙烯、尼龙6、相容剂按比例加入高速搅拌机混合均匀后，从主喂料加入双螺杆挤出机，经熔融混合挤出、拉条水冷切粒后得到PP和PA6共混改性复合材料，各区的设定温度如下：
一区温度：165-175℃，二区温度：175-185℃，三区温度：185-195℃，四区温度：190-200℃，五区温度：195-205℃，六区温度：205-215℃，七区温度：220-230℃，八区温度：230-240℃，九区温度：230-240℃，机头温度：220-230℃。
8、本发明的有益效果是：
（1）本发明的所制备的PP和PA6共混改性复合材料，在保留PP优良的特性条件下，且改善了PP的成型收缩率、耐热性和不易染色的特性，拓宽PP的应用领域，与传统材料相比，性能更好，刚韧更为平衡，解决了聚丙烯材料热变形温度低、成型收缩率大,耐光性差和不易染色等问题，（2）制备工艺简单、成本较低，易于进行大规模工业化生产。
具体实施方式
一种PP和PA6共混改性复合材料由以下质量百分比组成：
聚丙烯93.2～73.7%
尼龙6 4.7～19%
相容剂1.2～4.8%
润滑剂 0.3～1%
抗氧剂 0.6～1.5%。
1、优选的，所述的聚丙烯是由PP（T30S）、PP（L5E89）、PP（B8101）中的一种或多种组成。
2、优选的，所述的尼龙6是由众多牌号中的至少一种尼龙6组成，进一步优选尼龙6为巴陵化纤的PA6（YH800），各项性能较天津海晶的PA6（尼龙切片）要好，将PA6放到烘箱中干燥2-4h，温度为：80-100℃。
3、优选的，所述的相容剂是由PP-g-MAH、EPR- g-MAH、SEBS-g-MAH、离子交联聚合物中至少一种组成，进一步优选相容剂为沈阳科通JPP（KT-1）。
4、优选的，所述的润滑剂是聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、硬脂酸钙和EBS中的一种或多种。
5、优选的，所述的抗氧剂是抗氧剂1098、抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1024、抗氧剂3114中的一种或多种。
6、优选的，所诉制备过程：将聚丙烯、尼龙6、相容剂按比例加入高速搅拌机混合均匀后，从主喂料加入双螺杆挤出机，经熔融混合挤出、拉条水冷切粒后得到PP和PA6共混改性复合材料，各区的设定温度如下：
一区温度：165-175℃，二区温度：175-185℃，三区温度：185-195℃，四区温度：190-200℃，五区温度：195-205℃，六区温度：205-215℃，七区温度：220-230℃，八区温度：230-240℃，九区温度：230-240℃，机头温度：220-230℃。
以下通过具体的实施例本本发明的内容作进一步的说明，实施例和对比例的配方组成见表1
表1实施例和对比例的配方组成（质量百分比）
原料 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例6
聚丙烯 99.4 93.2 87.8 82.9 78.6 74.6
尼龙6 0 4.7 8.6 12.6 16 19
相容剂 0 1.2 2.5 3.2 4 4.8
润滑剂 0 0.3 0.5 0.7 0.8 1
抗氧剂 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
将上述原料按照所述配比称量后，加入高速搅拌机混合均匀后，从主喂料加入双螺杆挤出机，经熔融混合挤出、拉条水冷切粒后得到PP和PA6共混改性复合材料，各区的设定温度如下：
一区温度：165-175℃，二区温度：175-185℃，三区温度：185-195℃，四区温度：190-200℃，五区温度：195-205℃，六区温度：205-215℃，七区温度：220-230℃，八区温度：230-240℃，九区温度：230-240℃，机头温度：220-230℃。
先将加工后得到的6种复合材料干燥6-8个小时，然后注塑样件，在注塑前需要先把注塑机调好工艺参数预热，各段温度设定为220℃ 210℃ 205℃ 205℃ 200℃ 195℃，注塑完毕后，对6种材料进行性能测试，拉伸强度按标准GB/T 1040.2-2006，1A型测试，简支梁缺口冲击强度按标准GB/T 1043.1-2008，1型测试，弯曲强度按标准GB/T 9341-2008测试，测试结果如下：
表2为相应实施例和对比例的测试结果
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例6
拉伸强度 29.8 30.1 31.2 30.2 30.4 31.8
简支梁缺口冲击强度 8.2 12 10.1 10 10 9.8
弯曲强度 38.5 42.3 41.5 40.6 41.2 42.1
通过表2可见，加入PA6对PP的拉伸强度、简支梁缺口冲击强度和总体来说是有所增强的。
综上所述可以得出以下结论，
1）用PA6改性PP能增强PP的拉伸强度，简支梁缺口冲击强度等性能；
2）在PP/PA6体系中加入PP-g-MAH能有效改善共混体系两种材料的相容性，增强两者的粘结度，提高共混物的机械性能；
3）在PP/PA6共混体系，随PA6增加，共混改性塑料的熔体流动速率随着降低，力学性能出现先升高后降低的趋势，当PP/PA6=100/15时共混物的机械性能最好。
以上所述，仅是本发明的部分实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明技术方案范围内，对技术内容进行些许更动或修饰，成为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，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、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种PP和PA6共混改性复合材料，其特征在于：是由以下质量百分比的原料组成：
聚丙烯93.2～73.7%
尼龙6 4.7～19%
相容剂1.2～4.8%
润滑剂 0.3～1%
抗氧剂 0.6～1.5%。
2.根据权利要求1所述的一种PP和PA6共混改性复合材料，其特征在于：所述的聚丙烯是由PP（T30S）、PP（L5E89）、PP（B8101）中的一种或多种组成。
3.根据权利要求1所述的一种PP和PA6共混改性复合材料，其特征在于：所述的尼龙6是由众多牌号中的至少一种尼龙6组成。
4.根据权利要求1所述的一种PP和PA6共混改性复合材料，其特征在于：所述的相容剂是由PP-g-MAH、EPR- g-MAH、SEBS-g-MAH、离子交联聚合物中至少一种组成。
5.根据权利要求1所述的一种PP和PA6共混改性复合材料，其特征在于：所述的润滑剂是聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、硬脂酸钙和EBS中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种PP和PA6共混改性复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂是抗氧剂1098、抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1024、抗氧剂3114中的一种或多种。
7.权利要求1～6中任意一项所述的一种PP和PA6共混改性复合材料，其特征在于：包括以下制备过程：将聚丙烯、尼龙6、相容剂、润滑剂、抗氧剂按比例加入高速搅拌机混合均匀后，从主喂料加入双螺杆挤出机，经熔融混合挤出、拉条水冷切粒后得到PP和PA6共混改性复合材料，各区的设定温度如下：
一区温度：165-175℃，二区温度：175-185℃，三区温度：185-195℃，四区温度：190-200℃，五区温度：195-205℃，六区温度：205-215℃，七区温度：220-230℃，八区温度：230-240℃，九区温度：230-240℃，机头温度：220-230℃。
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