CN112480661A - 耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及聚酰胺技术领域，具体涉及一种耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料的制备方法。所述的耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料，由以下重量份数的原料组成：中高粘尼龙树脂100份，增韧剂1‑20份，增塑剂1‑15份，热稳定剂0.1‑2份，抗水解剂0.5‑2份，炭黑母粒2‑5份，润滑剂0.1‑1份。本发明的耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料，具有良好的长期耐高温性能，耐水解性，同时具有良好的挤出稳定性及柔韧性，适用于新能源汽车电池冷却系统管路、发动机冷却系统冷却液的输送管路及卡车尿素溶液的输送管路材料；本发明还提供其制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及聚酰胺技术领域，具体涉及一种耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料的制备方法。
背景技术
传统的冷却液管路主要使用橡胶管输送。但是橡胶管价格高、重量重、壁厚较厚、生产工艺复杂、易老化等缺点一直是各汽车制造厂关注的问题。而一般传统的尼龙管(尼龙11/12)在80℃以上会发生高温水解老化现象，长期老化后材料的机械性能急剧下降，因此无法达到使用温度在120℃以上的冷却液输送要求。
此外，随着国六政策的推动，大量的柴油车需要加配选择性氧化还原系统即SCR系统。目前国际上使用的SCR系统配备的尿素液管路主要为聚四氟乙烯或者橡胶复合管及少量的尼龙材质多层复合管，但尼龙层所用材料价格极其昂贵，目前国内的普通的尼龙无法达到高温使用要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料，具有良好的长期耐高温性能，耐水解性，同时具有良好的挤出稳定性及柔韧性，适用于新能源汽车电池冷却系统管路、发动机冷却系统冷却液的输送管路及卡车尿素溶液的输送管路材料；本发明还提供其制备方法。
本发明所述的耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料，由以下重量份数的原料组成：
优选的，所述的耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料，由以下重量份数的原料组成：
进一步优选的，所述的耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料，由以下重量份数的原料组成：
中高粘尼龙树脂为PA610、PA612、PA613、PA614、PA1010、PA1012、PA1212树脂中的一种或多种。
增韧剂为尼龙弹性体、POE-g-MAH、EPDM-g-MAH，SEBS-g-MAH中的一种；优选EPDM-g-MAH或SEBS-g-MAH。
增塑剂为N-(2-羟丙基)苯磺酰胺、N-乙基邻对甲苯磺酰胺、N-丁基苯磺酰胺中的一种；优选N-丁基苯磺酰胺。
热稳定剂为有机铜盐类抗氧剂的复配物、无机铜盐类复配物或芳胺类抗氧剂与亚磷酸酯的复配物。
无机铜盐类复配物优选为KI与CuI的复配物或以PA为载体的KI、CuI母粒，KI与CuI的复配比例按质量份为KI:CuI＝9:1；PA载体为PA6或其他的长碳链尼龙。
芳胺类抗氧剂与耐高温亚磷酸酯的复配物，优选复配比例按质量份芳胺类抗氧剂：耐高温亚磷酸酯＝5：1。
优选的，热稳定剂为KI与CuI的复配物或以PA为载体的KI、CuI母粒，KI与CuI的复配比例按质量份为KI:CuI＝9:1。
抗水解剂为单体型碳化二亚胺或聚合型碳化二亚胺；优选聚合型碳化二亚胺；
炭黑母粒为PE载体、PA载体或EVA载体炭黑母粒；优选PA载体炭黑母粒。
润滑剂为聚乙烯蜡、硅酮母粒、季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸钙中的一种或多种；优选季戊四醇硬脂酸酯。
本发明所述的耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料的制备方法，步骤如下：
将中高粘尼龙树脂经过双锥干燥机增粘后，与增韧剂、热稳定剂、抗水解剂、炭黑母粒、润滑剂通过立式混料机共混均匀后，加入料仓通过失重称喂料，增塑剂通过液体计量泵通过机筒上方的加料口加入，螺杆转速控制在300-500rpm，喂料产量控制在50-100kg/h，用双螺杆挤出，拉条经过水槽循环水冷却，切粒烘干，即得到耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料。
增粘后的尼龙树脂在235℃，2.16kg载荷条件下的熔体流动速率控制在0.5-10g/10min。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的改性聚酰胺管路材料采用多种添加剂对尼龙树脂进行改性，制备得到的产品具有良好的长期耐高温性能，耐水解性，同时具有良好的挤出稳定性及柔韧性，适用于新能源汽车电池冷却系统管路、发动机冷却系统冷却液的输送管路及卡车尿素溶液的输送管路材料。
附图说明
图1为本发明改性聚酰胺管路材料的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
按以下原料配方制备耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料：
制备方法如下：
将中高粘尼龙树脂经过双锥干燥机增粘至熔体流动速率为0.5-10g/10min(235℃，2.16kg)，与增韧剂、热稳定剂、抗水解剂、炭黑母粒、润滑剂通过立式混料机共混均匀后，加入料仓通过失重称喂料，增塑剂通过液体计量泵通过机筒上方的加料口加入，螺杆转速控制在300rpm，喂料产量控制在50kg/h，用双螺杆挤出，拉条经过水槽循环水冷却，切粒烘干，即得到耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料。
实施例2
按以下原料配方制备耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料：
制备方法如下：
将中高粘尼龙树脂经过双锥干燥机增粘至熔体流动速率为0.5-10g/10min(235℃，2.16kg)，与增韧剂、热稳定剂、抗水解剂、炭黑母粒、润滑剂通过立式混料机共混均匀后，加入料仓通过失重称喂料，增塑剂通过液体计量泵通过机筒上方的加料口加入，螺杆转速控制在300rpm，喂料产量控制在50kg/h，用双螺杆挤出，拉条经过水槽循环水冷却，切粒烘干，即得到耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料。
实施例3
按以下原料配方制备耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料：
制备方法如下：
将中高粘尼龙树脂经过双锥干燥机增粘至熔体流动速率为0.5-10g/10min(235℃，2.16kg)，与增韧剂、热稳定剂、抗水解剂、炭黑母粒、润滑剂通过立式混料机共混均匀后，加入料仓通过失重称喂料，增塑剂通过液体计量泵通过机筒上方的加料口加入，螺杆转速控制在300rpm，喂料产量控制在50kg/h，用双螺杆挤出，拉条经过水槽循环水冷却，切粒烘干，即得到耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料。
实施例4
按以下原料配方制备耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料：
制备方法如下：
将中高粘尼龙树脂经过双锥干燥机增粘至熔体流动速率为0.5-10g/10min(235℃，2.16kg)，与增韧剂、热稳定剂、抗水解剂、炭黑母粒、润滑剂通过立式混料机共混均匀后，加入料仓通过失重称喂料，增塑剂通过液体计量泵通过机筒上方的加料口加入，螺杆转速控制在300rpm，喂料产量控制在50kg/h，用双螺杆挤出，拉条经过水槽循环水冷却，切粒烘干，即得到耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料。
实施例5
按以下原料配方制备耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料：
制备方法如下：
将中高粘尼龙树脂经过双锥干燥机增粘至熔体流动速率为0.5-10g/10min(235℃，2.16kg)，与增韧剂、热稳定剂、抗水解剂、炭黑母粒、润滑剂通过立式混料机共混均匀后，加入料仓通过失重称喂料，增塑剂通过液体计量泵通过机筒上方的加料口加入，螺杆转速控制在300rpm，喂料产量控制在50kg/h，用双螺杆挤出，拉条经过水槽循环水冷却，切粒烘干，即得到耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料。
对比例1
市售常规聚酰胺管路材料。
对比例2
按以下原料配方制备耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料：
制备方法如下：
将中高粘尼龙树脂经过双锥干燥机增粘至熔体流动速率为0.5-10g/10min(235℃，2.16kg)，与增韧剂、抗氧剂、炭黑母粒、润滑剂通过立式混料机共混均匀后，加入料仓通过失重称喂料，增塑剂通过液体计量泵通过机筒上方的加料口加入，螺杆转速控制在300rpm，喂料产量控制在50kg/h，用双螺杆挤出，拉条经过水槽循环水冷却，切粒烘干，即得到耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料。
对比例3
按以下原料配方制备耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料：
制备方法如下：
将中高粘尼龙树脂经过双锥干燥机增粘至熔体流动速率为0.5-10g/10min(235℃，2.16kg)，与增韧剂、抗氧剂、炭黑母粒、润滑剂通过立式混料机共混均匀后，加入料仓通过失重称喂料，增塑剂通过液体计量泵通过机筒上方的加料口加入，螺杆转速控制在300rpm，喂料产量控制在50kg/h，用双螺杆挤出，拉条经过水槽循环水冷却，切粒烘干，即得到耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料。
将实施例1-5和对比例1-3制备的改性聚酰胺管路材料进行性能测试，注塑标准样条测试物理性能，挤出标准管材测试老化后的拉伸性能，主要为断裂伸长率的半衰期(以小时计)，其中熔融指数的测试标准为GB/T3682 ISO 1133，弯曲模量的测试标准为GB/T9341ISO178，断裂伸长率的测试标准为GB/T1040 ISO 527-1/-2。测试结果如表1所示。
表1实施例1-5和对比例1-3制备的改性聚酰胺管路材料性能测试结果
Claims (10)
1.一种耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料，其特征在于：由以下重量份数的原料组成：
2.根据权利要求1所述的耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料，其特征在于：中高粘尼龙树脂为PA610、PA612、PA613、PA614、PA1010、PA1012、PA1212树脂中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料，其特征在于：增韧剂为尼龙弹性体、POE-g-MAH、EPDM-g-MAH，SEBS-g-MAH中的一种。
4.根据权利要求1所述的耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料，其特征在于：增塑剂为N-(2-羟丙基)苯磺酰胺、N-乙基邻对甲苯磺酰胺、N-丁基苯磺酰胺中的一种。
5.根据权利要求1所述的耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料，其特征在于：热稳定剂为有机铜盐类抗氧剂的复配物、无机铜盐类复配物或芳胺类抗氧剂与亚磷酸酯的复配物。
6.根据权利要求1所述的耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料，其特征在于：抗水解剂为单体型碳化二亚胺或聚合型碳化二亚胺。
7.根据权利要求1所述的耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料，其特征在于：炭黑母粒为PE载体、PA载体或EVA载体炭黑母粒。
8.根据权利要求1所述的耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料，其特征在于：润滑剂为聚乙烯蜡、硅酮母粒、季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸钙中的一种或多种。
9.一种权利要求1-8任一项所述的耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料的制备方法，其特征在于：步骤如下：
将中高粘尼龙树脂经过双锥干燥机增粘后，与增韧剂、热稳定剂、抗水解剂、炭黑母粒、润滑剂通过立式混料机共混均匀后，加入料仓通过失重称喂料，增塑剂通过液体计量泵通过机筒上方的加料口加入，螺杆转速控制在300-500rpm，喂料产量控制在50-100kg/h，用双螺杆挤出，拉条经过水槽循环水冷却，切粒烘干，即得到耐高温耐水解改性聚酰胺材料。
10.根据权利要求9所述的耐高温耐水解改性聚酰胺管路材料的制备方法，其特征在于：增粘后的尼龙树脂在235℃，2.16kg载荷条件下的熔体流动速率控制在0.5-10g/10min。
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