CN112795181A - 一种聚酰胺组合物及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种聚酰胺组合物及其制备方法与应用。所述聚酰胺组合物包括以下按重量份数计算的组分：聚酰胺树脂34～86份；增强相10～50份；晶须10～30份；表面活性剂1～5份。本发明通过在聚酰胺树脂中添加晶须和表面活性剂，由所述聚酰胺组合物制备得到的聚酰胺制品外观良好，“鬼影”程度和线性膨胀系数低。本发明所述聚酰胺组合物适用于复杂结构的外观制件，特别是汽车用聚酰胺制品。

Description

一种聚酰胺组合物及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，更具体地，涉及一种聚酰胺组合物及其制备方法与应用。

背景技术

聚酰胺6或66因其优异的机械强度和耐刮擦性能，经过改性后的材料常用于汽车外观制件，如发动机装饰罩盖、门窗装饰框条、座椅储物袋框架等产品，此类产品结构复杂，为保证产品外观效果，往往采取一侧进胶的方案，流动熔体填充模具过程中，必须需要上下台阶或拐角转折，导致流动末端(制件转折面或下台阶后的区域)熔体压力不均，出现对模具皮纹复制不均匀现象，特别是增强相无法按照模具皮纹做凹凸变形，最终导致直接表面出现“鬼影”(关于鬼影具体描述为：在强光源下，从制件表面呈约45°方，观察到表面呈现不规则形状的白色区域)，严重影响产品外观整体效果。现有技术大多关注于如何改善玻纤增强聚酰胺材料的表面浮纤问题，对于改性聚酰胺(玻纤或矿粉增强)制件的表面鬼影问题却从未涉及。另外，汽车外观制件要经过高低温环境处理，要求较小的装配间隙，否则可能导致无法安装或间隙过大，直观影响消费者对车辆的档次感受。为了降低聚酰胺材料的线性膨胀系数，现有技术中国专利(CN106336654A)采用添加扩链剂的方案，但添加扩链剂会增加聚酰胺材料体系的粘度，影响聚酰胺材料成型后的外观，特别是鬼影问题。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的缺陷，提供一种聚酰胺组合物，由所述聚酰胺组合物制备得到的聚酰胺制品外观良好，“鬼影”程度和线性膨胀系数低。

本发明的另一目的在于提供上述聚酰胺组合物的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述聚酰胺组合物的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种聚酰胺组合物，包括以下按重量份数计算的组分：

聚酰胺树脂 34～86份；

增强相 10～50份；

晶须 10～30份；

表面活性剂 1～5份。

本发明通过综合晶须和表面活性剂的协效作用，降低聚酰胺组合物的“鬼影”程度和线性膨胀系数低。一方面，晶须在聚酰胺组合物体系里起到晶核作用，提高树脂结晶温度及结晶度，使聚酰胺组合物具有更好的尺寸热稳定性，即线性膨胀系数更低。同时晶须利于沿熔体流动方向流动，更易于填充至模具表面特别是皮纹凹凸处表面，保证材料体系复制皮纹效果更佳，减少“鬼影”程度。在此基础上，所述表面活性剂能够提高晶须与聚酰胺树脂的界面结合力，减少填充过程中流道、模具对熔体剪切作用导致增强相与树脂熔体分离，实现晶须与熔体最大程度混合均匀，减少“鬼影”程度。

优选地，本发明所述聚酰胺组合物包括以下按重量份数计算的组分：

聚酰胺树脂 45～77份；

增强相 10～30份；

晶须 10～20份；

表面活性剂 3～5份。

本发明所述聚酰胺树脂是PA66、PA6、PA46、PA6T、PA9T、PA10T、PA6T/6I和PA6T/66中的一种或几种，可根据最终的产品的用途进行选择。优选地，所述聚酰胺树脂为PA6或PA66中的至少一种。

本发明所述晶须为硼酸铝晶须、碳化硅晶须、钛酸钾晶须、硫酸钙晶须中的至少一种。所述晶须的直径0.3～30um，长径比＞5。优选地，所述晶须优选为硼酸铝晶须或碳化硅晶须中的一种或两种。

本发明所述表面活性剂为十二烷基二甲基胺乙内酯、脂肪醇硫酸酯单乙醇胺盐、油酰氨基羧酸钠、烷基苯磺酸钠、N-甲基-N-油酰基牛磺酸钠、、脂肪醇硫酸酯钠盐、端基为羟基的线形聚二甲基硅氧烷、甲基丙烯酸缩水甘油酯、衣康酸丙烯酸共聚物、硅氧烷改性炔二醇中一种或几种。

优选地，所述表面活性剂优选为衣康酸丙烯酸共聚物、硅氧烷改性炔二醇。本发明所采用的表面活性剂对金属表面浸润效果极佳，在注塑熔体末端，熔体外部的表面活性剂可以促进熔体与模具表面的浸润性，增强复制皮纹效果，进一步减少“鬼影”程度。

本发明所述增强相为玻璃纤维或矿粉中的至少一种。所述玻璃纤维为短切玻璃纤维或连续玻璃纤维，优选为短切玻璃纤维。所述矿粉为滑石粉、高岭土、硅灰石、方解石、云母粉、角闪石、斜长石、正长石、角石、蛭石、霞石、天青石中的至少一种。

本发明所述聚酰胺组合物还包括助剂，所述助剂包括但不限于抗菌剂、抗静电剂、抗氧剂、耐候剂、润滑剂中的一种或几种。在本发明所述聚酰胺组合物中，按重量份数计算，所述助剂为0～5份。具体地，抗氧剂为0.1～1份；润滑剂为0.1～1份。

本发明还保护上述聚酰胺组合物的制备方法。所述制备方法包括以下步骤：将聚酰胺树脂、表面活性剂及助剂预混后加入双螺杆挤出机中，增强相由侧喂料口加入到双螺杆挤出机中，在双螺杆中共混挤出，经过拉条、冷却、切粒，得到聚酰胺组合物。

本发明所述聚酰胺组合物适用于复杂结构的外观制件，特别是汽车用聚酰胺制品，因此本发明还保护所述聚酰胺组合物在制备汽车用聚酰胺制品中的应用。所述汽车用聚酰胺制品包括但不限于发动机装饰罩盖、门窗装饰框条、座椅储物袋框架。

本发明还保护一种聚酰胺制品。所述聚酰胺制品由上述聚酰胺组合物制备而成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过在聚酰胺树脂中添加晶须和表面活性剂，一方面，提高树脂结晶温度及结晶度，使聚酰胺组合物具有更好的尺寸热稳定性，即线性膨胀系数更低，同时晶须易于填充至模具表面特别是皮纹凹凸处表面，保证材料体系复制皮纹效果更佳，减少“鬼影”程度，并在此基础上，所述表面活性剂能够提高晶须与聚酰胺树脂的界面结合力，减少填充过程中流道、模具对熔体剪切作用导致增强相与树脂熔体分离，实现晶须与熔体最大程度混合均匀，减少“鬼影”程度。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。实施例及对比例中的原料均可通过市售得到或可通过已知方法制备得到。另外，关于本说明书中“份”、“％”，除非特别说明，分别表示“重量份”、“质量％”。

以下实施例和对比例中所用的原料的厂家和牌号如下：

1、聚酰胺树脂：

聚酰胺6：HY-2500A，海阳化纤；

聚酰胺66：EPR24，神马集团；

2、晶须：

晶须1：碳化硅晶须，直径0.5～3um，长径比24～80，β-SIC，福斯曼科技；

晶须2：硼酸铝晶须，直径0.3～3um，长径比20～80，NP-BW2，江西峰竺新材料；

晶须3：钛酸钾晶须，直径1～30um，长径比6～50，NP-TW4，江西峰竺新材料；

晶须4：硫酸钙晶须，直径1～20um，长径比10～80，NP-M02，江西峰竺新材料；

3、表面活性剂：

表面活性剂1：衣康酸丙烯酸共聚物HC-0621，喜润化学；

表面活性剂2：硅氧烷改性炔二醇，USIC-7104，联硅环保；

表面活性剂3：十二烷基苯磺酸钠，北庄；

表面活性剂4：十二烷基二甲基胺乙内酯，上海源叶生物科技；

4、增强相：

玻璃纤维：短切玻璃纤维，玻纤ECS10-3.0-T435TM，泰山玻璃纤维有限公司；

矿粉1：高岭土，CMP-1，中国高岭土有限公司；

矿粉2：滑石粉，HTP2L，辽宁艾海意米矿业有限公司；

5、抗氧剂：抗氧剂1010，三丰化工；

6、润滑剂：介酸酰胺，英国禾大；

实施例及对比例

实施例及对比例的聚酰胺组合物中各组分的含量(若无特别指出，按重量份计算)如表1～3所示。

上述聚酰胺组合物的制备方法为：

将聚酰胺树脂、表面活性剂及助剂预混后加入双螺杆挤出机中，增强相由侧喂料口加入到双螺杆挤出机中，在双螺杆中共混挤出，经过拉条、冷却、切粒，得到聚酰胺组合物。双螺杆挤出机的温度230-260℃，螺杆转速400-600r/min。

表1

表2

表3

性能测试

将上述实施例及对比例制备聚酰胺组合物进行相关测试，测试方法或标准具体如下：

1、线性膨胀系数测试评价方法：

按照标准ISO 11359测试-30℃～90℃区间材料标准样条的横纵向线性膨胀系数；纵向线性膨胀系数＜20为良好，＜15为优秀。横向线性膨胀系数＜115为良好，＜110为优秀。

2、鬼影评价方法：

将聚酰胺组合物注塑成制件，在无影灯条件下，呈45°角观察零件表面，是否有发白现象。按照※标识鬼影程度。三颗※及其以下为良好，无鬼影为优秀。

测试结果见表4。

表4

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚酰胺组合物，其特征在于，包括以下按重量份数计算的组分：

聚酰胺树脂34～86份；

增强相10～50份；

晶须10～30份；

表面活性剂1～5份。

2.根据权利要求1所述聚酰胺组合物，其特征在于，包括以下按重量份数计算的组分：

聚酰胺树脂45～77份；

增强相10～30份；

晶须10～20份；

表面活性剂3～5份。

3.根据权利要求1所述聚酰胺组合物，其特征在于，所述晶须为硼酸铝晶须、碳化硅晶须、钛酸钾晶须、硫酸钙晶须中的至少一种。

4.根据权利要求1或3所述聚酰胺组合物，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基二甲基胺乙内酯、脂肪醇硫酸酯单乙醇胺盐、油酰氨基羧酸钠、烷基苯磺酸钠、N-甲基-N-油酰基牛磺酸钠、脂肪醇硫酸酯钠盐、端基为羟基的线形聚二甲基硅氧烷、甲基丙烯酸缩水甘油酯、衣康酸丙烯酸共聚物、硅氧烷改性炔二醇中一种或几种。

5.根据权利要求1所述聚酰胺组合物，其特征在于，所述增强相为玻璃纤维或矿粉中的至少一种。

6.根据权利要求5所述聚酰胺组合物，其特征在于，所述玻璃纤维为短切玻璃纤维。

7.根据权利要求1所述聚酰胺组合物，其特征在于，还包括助剂，所述助剂为抗菌剂、抗静电剂、抗氧剂、耐候剂、润滑剂中的一种或几种。

8.权利要求1～7任一项所述聚酰胺组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚酰胺树脂、表面活性剂及助剂预混后加入双螺杆挤出机中，增强相由侧喂料口加入到双螺杆挤出机中，在双螺杆中共混挤出，经过拉条、冷却、切粒，得到聚酰胺组合物。

9.权利要求1～7任一项所述聚酰胺组合物在制备汽车用聚酰胺制品中的应用。

10.一种聚酰胺制品，其特征在于，由权利要求1～7任一项所述聚酰胺组合物制备而成。