CN113789050A - 一种能耐苛刻条件的尼龙66复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及尼龙材料制备技术领域，具体公开了一种能耐苛刻条件的尼龙66复合材料。所述的能耐苛刻条件的尼龙66复合材料，其特征在于，包含如下重量份的组分：尼龙66树脂80～120份；聚四氟乙烯树脂20～30份；改性填料20～30份；阻燃剂10～20份；增韧剂10～20份；润滑剂1～3份。本发明所述的尼龙66复合材料能够在酸碱、有机溶剂、高温、高湿等苛刻条件下使用。
Description
技术领域
本发明涉及尼龙材料制备技术领域，具体涉及一种能耐苛刻条件的尼龙66复合材料。
背景技术
尼龙66是一种热塑性树脂，通常由己二酸和己二胺缩聚制而成；常用于制作工程塑料，如用于制作齿轮、润滑轴承等机械附件，以及还可以代替有色金属材料，用于制作机器外壳、汽车发动机叶片等。
聚四氟乙烯是以四氟乙烯作为单体聚合制得的高分子聚合物；其耐热、耐寒性优良，同时还具备抗酸抗碱以及抗各种有机溶剂的特点。因此，将聚四氟乙烯与尼龙66共混制备得到的复合材料，能够在酸碱以及有机溶剂等苛刻条件下使用。但是，发明人研究发现，单纯的在尼龙66中加入聚四氟乙烯，其虽然能够提高尼龙66的耐酸碱以及耐有机溶剂等性能；但是其对尼龙66的耐湿和耐高温性能提升得并不明显。因此，还需进一步解决尼龙66复合材料的耐湿和耐高温性能，进而使得所述的尼龙66复合材料能够在酸碱、有机溶剂、高温、高湿等苛刻条件下使用。
发明内容
为了克服现有技术中存在的至少之一的技术问题，本发明提供了一种能耐苛刻条件的尼龙66复合材料。
本发明所述的技术方案如下：
一种能耐苛刻条件的尼龙66复合材料，其包含如下重量份的组分：
尼龙66树脂 80～120份；聚四氟乙烯树脂 20～30份；改性填料 20～30份；阻燃剂10～20份；增韧剂 10～20份；润滑剂 1～3份。
本发明研究发现，单纯的在尼龙66中加入聚四氟乙烯，其虽然能够提高尼龙66的耐酸碱以及耐有机溶剂等性能；但是其对尼龙66的耐湿和耐高温性能提升得并不明显。为了进一步提高尼龙66复合材料的耐湿和耐高温性能，发明人进一步研究表明，通过加入改性填料可以进一步提高尼龙66复合材料的耐湿和耐高温性能。
此外，本发明还通过加入阻燃剂和增韧剂，进一步提高了尼龙66复合材料的阻燃性能以及力学性能。
优选地，所述的能耐苛刻条件的尼龙66复合材料，其包含如下重量份的
组分：尼龙66树脂 90～110份；聚四氟乙烯树脂 25～30份；改性填料25～30份；阻燃剂 10～15份；增韧剂 10～15份；润滑剂 2～3份。
最优选地，所述的能耐苛刻条件的尼龙66复合材料，其包含如下重量份的
组分：尼龙66树脂 100份；聚四氟乙烯树脂 25份；改性填料 25份；阻燃剂 15份；增韧剂 15份；润滑剂 2份。
优选地，所述的阻燃剂为氢氧化镁。
优选地，所述的增韧剂为马来酸酐接枝POE。
优选地，所述的改性填料通过包含如下步骤的方法制备得到：
(1)取滑石粉，加入无水乙醇中，然后加入硅烷偶联剂，在60～75℃反应3～5h后，取固体产物干燥后得产物1；
(2)将产物1与安息香酸甲酯以及EVA树脂混合搅拌1～3h，即得所述的改性填料。
进一步优选地，步骤(1)中滑石粉、硅烷偶联剂以及无水乙醇的重量比为50～100：1～3：400～800。
最优选地，步骤(1)中滑石粉、硅烷偶联剂以及无水乙醇的用量比为60：2：400。
进一步优选地，步骤(2)中产物1、安息香酸甲酯、EVA树脂的重量比为100：3～8：10～20；
最优选地，步骤(2)中产物1、安息香酸甲酯、EVA树脂的重量比为100：5：15。
发明人进一步研究表明，并不是随意的加入填料或加入随意改性的填料就可以提高尼龙66复合材料的耐湿和耐高温性能；必须加入以硅烷偶联剂以及安息香酸甲酯和EVA树脂共同改性滑石粉得到的改性填料才能进一步提高尼龙66复合材料的耐湿和耐高温性能。
有益效果：本发明提供了一种全新组成的能耐苛刻条件的尼龙66复合材料；其与聚四氟乙烯、阻燃剂与增韧剂复合，使得所述的尼龙66复合材料具有优异的耐酸碱以及耐有机溶剂等性能，同时还具有优异的阻燃性能以及力学性能；尤其是，通过加入本发明以硅烷偶联剂以及安息香酸甲酯和EVA树脂共同改性滑石粉得到的改性填料，其可以进一步提高尼龙66复合材料的耐湿和耐高温性能。进而使得所述的尼龙66复合材料能够在酸碱、有机溶剂、高温、高湿等苛刻条件下使用。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步解释本发明，但实施例对本发明不做任何形式的限定。
以下实施例中的尼龙66树脂采用美国杜邦公司生产的牌号为Zytel 101L的尼龙66树脂；所述的聚四氟乙烯树脂采用美国杜邦公司生产的牌号为6c的聚四氟乙烯；其余未标明来源的原料，均为本领域技术人员通过常规途径可以购买得到的原料。
实施例1尼龙66复合材料的制备
原料重量份组成：尼龙66树脂 100份；聚四氟乙烯树脂 25份；改性填料 25份；氢氧化镁 15份；马来酸酐接枝POE 15份；硬脂酸钙 2份；
所述的改性填料通过入下方法制备得到：
(1)取滑石粉，加入无水乙醇中，然后加入硅烷偶联剂kh550，在70℃反应4h后，取固体产物干燥后得产物1；其中，滑石粉、硅烷偶联剂kh550以及无水乙醇的用量比为60：2：400；
(2)将产物1与安息香酸甲酯以及EVA树脂混合搅拌2h，即得所述的改性填料；其中，产物1、安息香酸甲酯、EVA树脂的重量比为100：5：15。
制备方法：将尼龙66树脂、聚四氟乙烯树脂、改性填料、氢氧化镁以及马来酸酐接枝POE先在高速混合机中混合均匀，然后经双螺杆挤出机熔融共混，再经挤出后即得所述的尼龙66复合材料。
实施例2尼龙66复合材料的制备
原料重量份组成：尼龙66树脂 80份；聚四氟乙烯树脂 30份；改性填料20份；氢氧化镁 10份；马来酸酐接枝POE 10份；硬脂酸钙 1份；
所述的改性填料通过入下方法制备得到：
(1)取滑石粉，加入无水乙醇中，然后加入硅烷偶联剂kh550，在60℃反应5h后，取固体产物干燥后得产物1；其中，滑石粉、硅烷偶联剂kh550以及无水乙醇的用量比为50：1：500；
(2)将产物1与安息香酸甲酯以及EVA树脂混合搅拌3h，即得所述的改性填料；其中，产物1、安息香酸甲酯、EVA树脂的重量比为100：3：10。
制备方法：将尼龙66树脂、聚四氟乙烯树脂、改性填料、氢氧化镁以及马来酸酐接枝POE先在高速混合机中混合均匀，然后经双螺杆挤出机熔融共混，再经挤出后即得所述的尼龙66复合材料。
实施例3尼龙66复合材料的制备
原料重量份组成：尼龙66树脂 120份；聚四氟乙烯树脂 20份；改性填料 30份；氢氧化镁 20份；马来酸酐接枝POE 20份；硬脂酸钙 3份；
所述的改性填料通过入下方法制备得到：
(1)取滑石粉，加入无水乙醇中，然后加入硅烷偶联剂kh550，在75℃反应3h后，取固体产物干燥后得产物1；其中，滑石粉、硅烷偶联剂kh550以及无水乙醇的用量比为100：3：800；
(2)将产物1与安息香酸甲酯以及EVA树脂混合搅拌1h，即得所述的改性填料；其中，产物1、安息香酸甲酯、EVA树脂的重量比为100：8：20。
制备方法：将尼龙66树脂、聚四氟乙烯树脂、改性填料、氢氧化镁以及马来酸酐接枝POE先在高速混合机中混合均匀，然后经双螺杆挤出机熔融共混，再经挤出后即得所述的尼龙66复合材料。
对比例1尼龙66复合材料的制备
原料重量份组成：尼龙66树脂 100份；聚四氟乙烯树脂 25份；氢氧化镁 15份；马来酸酐接枝POE 15份；硬脂酸钙 2份；
制备方法：将尼龙66树脂、聚四氟乙烯树脂、氢氧化镁以及马来酸酐接枝POE先在高速混合机中混合均匀，然后经双螺杆挤出机熔融共混，再经挤出后即得所述的尼龙66复合材料。
对比例1与实施例1的区别在于，对比例1不加入以硅烷偶联剂以及安息香酸甲酯和EVA树脂共同改性滑石粉制备得到的改性填料。
对比例2尼龙66复合材料的制备
原料重量份组成：尼龙66树脂 100份；聚四氟乙烯树脂 25份；填料 25份；氢氧化镁 15份；马来酸酐接枝POE 15份；硬脂酸钙 2份；
所述的填料为滑石粉。
制备方法：将尼龙66树脂、聚四氟乙烯树脂、填料、氢氧化镁以及马来酸酐接枝POE先在高速混合机中混合均匀，然后经双螺杆挤出机熔融共混，再经挤出后即得所述的尼龙66复合材料。
对比例2中仅仅加入未改性的滑石粉填料；而实施例1则是加入，以硅烷偶联剂以及安息香酸甲酯和EVA树脂共同改性滑石粉制备得到的改性填料。
对比例3尼龙66复合材料的制备
原料重量份组成：尼龙66树脂 100份；聚四氟乙烯树脂 25份；改性填料 25份；氢氧化镁 15份；马来酸酐接枝POE 15份；硬脂酸钙 2份；
所述的改性填料通过入下方法制备得到：
取滑石粉，加入无水乙醇中，然后加入硅烷偶联剂kh550，在70℃反应4h后，取固体产物干燥后得改性填料；其中，滑石粉、硅烷偶联剂kh550以及无水乙醇的用量比为60：2：400；
制备方法：将尼龙66树脂、聚四氟乙烯树脂、改性填料、氢氧化镁以及马来酸酐接枝POE先在高速混合机中混合均匀，然后经双螺杆挤出机熔融共混，再经挤出后即得所述的尼龙66复合材料。
对比例3与实施例1的区别在于，对比例3仅仅采用硅烷偶联剂kh550对滑石粉进行改性制备改性填料；而实施例1则是以硅烷偶联剂以及安息香酸甲酯和EVA树脂共同改性滑石粉制备改性填料。
对比例4尼龙66复合材料的制备
原料重量份组成：尼龙66树脂100份；聚四氟乙烯树脂25份；改性填料25份；氢氧化镁15份；马来酸酐接枝POE 15份；硬脂酸钙2份；
所述的改性填料通过入下方法制备得到：
将滑石粉与安息香酸甲酯以及EVA树脂混合搅拌2h，即得所述的改性填料；其中，滑石粉、安息香酸甲酯、EVA树脂的重量比为100：5：15。
制备方法：将尼龙66树脂、聚四氟乙烯树脂、改性填料、氢氧化镁以及马来酸酐接枝POE先在高速混合机中混合均匀，然后经双螺杆挤出机熔融共混，再经挤出后即得所述的尼龙66复合材料。
对比例4与实施例1的区别在于，对比例4直接采用安息香酸甲酯和EVA树脂对滑石粉进行改性制备改性填料；而实施例1则是以硅烷偶联剂以及安息香酸甲酯和EVA树脂共同改性滑石粉制备改性填料。
对比例5尼龙66复合材料的制备
原料重量份组成：尼龙66树脂100份；聚四氟乙烯树脂25份；改性填料25份；氢氧化镁15份；马来酸酐接枝POE 15份；硬脂酸钙2份；
所述的改性填料通过入下方法制备得到：
(1)取滑石粉，加入无水乙醇中，然后加入硅烷偶联剂kh550，在70℃反应4h后，取固体产物干燥后得产物1；其中，滑石粉、硅烷偶联剂kh550以及无水乙醇的用量比为60：2：400；
(2)将产物1与EVA树脂混合搅拌2h，即得所述的改性填料；其中，产物1、EVA树脂的重量比为100：20。
制备方法：将尼龙66树脂、聚四氟乙烯树脂、改性填料、氢氧化镁以及马来酸酐接枝POE先在高速混合机中混合均匀，然后经双螺杆挤出机熔融共混，再经挤出后即得所述的尼龙66复合材料。
对比例5与实施例1的区别在于，对比例5仅仅以硅烷偶联剂以及EVA树脂共同改性滑石粉制备改性填料；而实施例1则是以硅烷偶联剂以及安息香酸甲酯和EVA树脂共同改性滑石粉制备改性填料。
对比例6尼龙66复合材料的制备
原料重量份组成：尼龙66树脂100份；聚四氟乙烯树脂25份；改性填料25份；氢氧化镁15份；马来酸酐接枝POE 15份；硬脂酸钙2份；
所述的改性填料通过入下方法制备得到：
(1)取滑石粉，加入无水乙醇中，然后加入硅烷偶联剂kh550，在70℃反应4h后，取固体产物干燥后得产物1；其中，滑石粉、硅烷偶联剂kh550以及无水乙醇的用量比为60：2：400；
(2)将产物1与安息香酸甲酯混合搅拌2h，即得所述的改性填料；其中，产物1、安息香酸甲酯的重量比为100：20。
制备方法：将尼龙66树脂、聚四氟乙烯树脂、改性填料、氢氧化镁以及马来酸酐接枝POE先在高速混合机中混合均匀，然后经双螺杆挤出机熔融共混，再经挤出后即得所述的尼龙66复合材料。
对比例6与实施例1的区别在于，对比例6仅仅以硅烷偶联剂以及安息香酸甲酯共同改性滑石粉制备改性填料；而实施例1则是以硅烷偶联剂以及安息香酸甲酯和EVA树脂共同改性滑石粉制备改性填料。
将实施例1～3以及对比例1～6制备得到的尼龙66复合材料制成10cm*10cm*1mm的样条，放入沸水中水煮3h，测试其是否变形和开裂；测试结果见表1。
表1.尼龙66复合材料的耐高温耐高湿性能测试
| 实验材料 | 测试结果 |
| 实施例1制备得到的尼龙66复合材料 | 不开裂、不变形 |
| 实施例2制备得到的尼龙66复合材料 | 不开裂、不变形 |
| 实施例3制备得到的尼龙66复合材料 | 不开裂、不变形 |
| 对比例1制备得到的尼龙66复合材料 | 开裂、变形 |
| 对比例2制备得到的尼龙66复合材料 | 开裂、变形 |
| 对比例3制备得到的尼龙66复合材料 | 开裂、变形 |
| 对比例4制备得到的尼龙66复合材料 | 不开裂、变形 |
| 对比例5制备得到的尼龙66复合材料 | 不开裂、变形 |
| 对比例6制备得到的尼龙66复合材料 | 不开裂、变形 |
从表1实验数据可以看出，与对比例1相比，实施例1～3制备得到的尼龙66复合材料其在沸水中水煮3h不变形不开裂，这说明：尼龙66复合材料中加入以硅烷偶联剂以及安息香酸甲酯和EVA树脂共同改性滑石粉制备得到的改性填料，可以提高尼龙66复合材料的耐高温和耐高湿性能。
从表1实验数据可以看出，对比例2直接加入滑石粉，以及对比例3加入仅仅采用硅烷偶联剂kh550对滑石粉进行改性得到的改性填料；其同样存在开裂和变形现象；这说明：在尼龙66复合材料中直接加入未改性的滑石粉，以及仅仅采用硅烷偶联剂kh550对滑石粉进行改性制备得到的改性滑石粉；其并不能提高尼龙66复合材料的耐高温和耐高湿性能；而尼龙66复合材料中必须加入以硅烷偶联剂以及安息香酸甲酯和EVA树脂共同改性滑石粉制备得到的改性填料，才可以提高尼龙66复合材料的耐高温和耐高湿性能。
从表1实验数据可以看出，对比例4～6制备得到的改性填料；其同样存在变形现象；而实施例4～6的区别在于改性填料的制备原料不同；这说明：在对滑石粉进行改性过程中，改性的原料的选择至关重要；而尼龙66复合材料中只有加入以硅烷偶联剂以及安息香酸甲酯和EVA树脂共同改性滑石粉制备得到的改性填料，才可以提高尼龙66复合材料的耐高温和耐高湿性能；而硅烷偶联剂以及安息香酸甲酯和EVA树脂缺少任意一种制备得到的改性填料，并不能很好的提高尼龙66复合材料的耐高温和耐高湿性能。
Claims (10)
1.一种能耐苛刻条件的尼龙66复合材料，其特征在于，包含如下重量份的组分：
尼龙66树脂 80～120份；聚四氟乙烯树脂 20～30份；改性填料 20～30份；阻燃剂 10～20份；增韧剂 10～20份；润滑剂 1～3份。
2.根据权利要求1所述的能耐苛刻条件的尼龙66复合材料，其特征在于，包含如下重量份的
组分：尼龙66树脂 90～110份；聚四氟乙烯树脂 25～30份；改性填料 25～30份；阻燃剂 10～15份；增韧剂 10～15份；润滑剂 2～3份。
3.根据权利要求1所述的能耐苛刻条件的尼龙66复合材料，其特征在于，包含如下重量份的
组分：尼龙66树脂 100份；聚四氟乙烯树脂 25份；改性填料 25份；阻燃剂 15份；增韧剂 15份；润滑剂 2份。
4.根据权利要求1所述的能耐苛刻条件的尼龙66复合材料，其特征在于，所述的阻燃剂为氢氧化镁。
5.根据权利要求1所述的能耐苛刻条件的尼龙66复合材料，其特征在于，所述的增韧剂为马来酸酐接枝POE。
6.根据权利要求1所述的能耐苛刻条件的尼龙66复合材料，其特征在于，所述的改性填料通过包含如下步骤的方法制备得到：
(1)取滑石粉，加入无水乙醇中，然后加入硅烷偶联剂，在60～75℃反应3～5h后，取固体产物干燥后得产物1；
(2)将产物1与安息香酸甲酯以及EVA树脂混合搅拌1～3h，即得所述的改性填料。
7.根据权利要求6所述的能耐苛刻条件的尼龙66复合材料，其特征在于，步骤(1)中滑石粉、硅烷偶联剂以及无水乙醇的重量比为50～100：1～3：400～800。
8.根据权利要求6所述的能耐苛刻条件的尼龙66复合材料，其特征在于，步骤(1)中滑石粉、硅烷偶联剂以及无水乙醇的用量比为60：2：400。
9.根据权利要求1所述的能耐苛刻条件的尼龙66复合材料，其特征在于，步骤(2)中产物1、安息香酸甲酯、EVA树脂的重量比为100：3～8：10～20。
10.根据权利要求9所述的能耐苛刻条件的尼龙66复合材料，其特征在于，步骤(2)中产物1、安息香酸甲酯、EVA树脂的重量比为100：5：15。
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