CN113897051A - 一种尼龙6/尼龙66合金及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明中公开了一种尼龙6/尼龙66合金及其制备方法，其由100份尼龙6树脂、20‑60份尼龙66树脂、3‑5份预处理的硼酸铝晶须、1‑2份抗氧剂和1‑2份润滑剂按照重量份制备而成，其中，所述预处理指的是将硼酸铝晶须与无水乙醇、3‑氨基丙基三乙氧基硅烷搅拌加热处理。本发明中的尼龙6/尼龙66合金不仅具有优异的耐磨性能，同时具有优异的力学性能。

Description

一种尼龙6/尼龙66合金及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料改性领域，具体涉及一种尼龙6/尼龙66合金及其制备方法。

背景技术

尼龙是聚酰胺树脂的俗称，尼龙树脂是一大类聚合物的总称，其中尼龙66和尼龙6的产量占90％以上。尼龙6外观为乳白色至淡黄色，特点是韧性，抗震，有较高的机械强度和耐热性，抗冲强度较好，熔点较高，成型加工性能好，吸水性大，饱和吸水率在11％左右，易熔于硫酸酚类或甲酸中，低温脆化温度为零下20度-30度。

尼龙6韧性好，相较于尼龙66强度要差一些，而尼龙66的韧性也比尼龙6迅色一筹，在尼龙66价格居高不下、资源有限的情况下，尼龙6/尼龙66共混与共聚，优势互补，极有意义。然而，这种合金在一些对耐磨性能要求较高的领域仍然无法应用。

发明内容

有鉴于此，本发明有必要提供一种尼龙6/尼龙66合金及其制备方法，本发明在体系中加入无水乙醇、3-氨基丙基三乙氧基硅烷共同处理的硼酸铝晶须，从而明显提高了合金的耐磨性能，并且合金的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度也得到提高，解决了现有的尼龙6/尼龙66共混组合物在高耐磨领域无法应用的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明首先公开了一种尼龙6/尼龙66合金，其由100份尼龙6树脂、20-60份尼龙66树脂、3-5份预处理的硼酸铝晶须、1-2份抗氧剂和1-2份润滑剂按照重量份制备而成，其中，所述预处理指的是将硼酸铝晶须与无水乙醇、3-氨基丙基三乙氧基硅烷搅拌加热处理。

本发明将尼龙6/尼龙66合金中加入经无水乙醇和3-氨基丙基三乙氧基硅烷共同处理的硼酸铝晶须，从而大幅提高了尼龙6/尼龙66合金的耐磨性能和力学性能。

进一步的，本发明中采用的尼龙6树脂和尼龙66树脂均为本领域中的常规选择，优选的，在本发明的一些具体的实施方式中，所述尼龙6树脂在230℃、2.16kg条件下的熔融指数为40-50g/10min。

所述尼龙66树脂在230℃、2.16kg条件下的熔融指数为8-12g/10min。

进一步的，硼酸铝晶须的粒径大小对最终合金的性能有一定的影响，因此，优选的，在本发明的一些实施方式中，所述硼酸铝晶须的平均粒径为10-20μm。

进一步的，所述预处理的步骤具体为：将硼酸铝晶须、3-氨基丙基三乙氧基硅烷和无水乙醇混合后，进行搅拌加热反应。

优选的，所述搅拌加热反应在反应釜中进行，本发明的一些实施方式中，所述搅拌加热反应的具体参数为：在温度为70-80℃、转速为100-200rpm的条件下，加热反应30-60min。

进一步的，预处理过程中各组分的比例对最终合金的性能也有一定的影响，因此，本发明的一些具体的实施方式中，所述硼酸铝晶须、无水乙醇和3-氨基丙基三乙氧基硅烷的重量比为(8-15)：(20-40)：(1-5)。

进一步的，本发明中所采用的抗氧剂可以是本领域中的常规选择，这里不再一一阐述，优选的，在一个示例性的实施方式中，所述抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯。

进一步的，所述润滑剂为硬脂酸钙，可以理解的是，这仅仅是本发明一个示例性的实施方式，润滑剂的选择可以是本领域中常规选择，这里不再一一限定。

本发明还提供了一种如前所述的尼龙6/尼龙66合金的制备方法，包括以下步骤：

按照配比将尼龙6树脂、尼龙66树脂、预处理的硼酸铝晶须、抗氧剂和润滑剂充分混合，得到均匀的混合物料，可以理解的是，这里的混合方式采用本领域中常规的混合方式，如机械共混等，其混合的参数如转速、时间等可根据需要进行调整，只要能实现混合均匀的目的即可，因此，这里不再具体限定；

将所述混合物料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出制得尼龙6/尼龙66合金。可以理解的是，双螺杆挤出机的加工参数根据基体树脂、选择助剂的不同有所不同，本领域技术人员可根据需要进行调整，因此，这里不再具体阐述，优选的，在本发明的一个示例性实施方式中，双螺杆挤出机的各区加工温度依次为1区180-190℃、2区190-200℃、3区200-210℃、4区210-220℃、5区220-230℃、6区230-240℃、7区240-250℃、8区250-260℃、模头区260-265℃。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明中的硼酸铝晶须经过3-氨基丙基三乙氧基硅烷、无水乙醇处理，加入尼龙6/尼龙66合金中后，不仅能大幅提高尼龙合金的耐磨性能，同时还明显提高了尼龙6/尼龙66合金冲击强度、拉伸强度和弯曲强度。

且经过测试，本发明中预处理后的硼酸铝晶须比普通耐磨助剂二硫化钼、聚四氟乙烯对组合物的耐磨性能、力学性能增幅更大。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将结合具体的实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

以下实施例和对比例中采用的原料具体信息如下：

硼酸铝晶须平均粒径15微米，生产商湖北鑫红利化工有限公司；尼龙6树脂熔融指数为45g/10min，生产商德国巴斯夫，牌号PA6 8202L；尼龙66树脂生产商平顶山神马公司，牌号EPR27，熔融指数10.8g/10min；抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧剂1076)，生产商德国巴斯夫；润滑剂生产商为硬脂酸钙，石家庄市永丰化工塑料助剂厂。

需要说明的这里提供所用原料的型号和供应商只是为了说明本发明具体实施时采用的试剂来源和具体成分，使得实施例中的技术方案更加清楚完整，并不用于限定本发明的保护范围，成分类似或相同的试剂均可用于本发明中，具体以权利要求中限定的保护范围为准。

实施例1-4中采用的预处理的硼酸铝晶须具体处理方法为：按照重量份将100份的硼酸铝晶须、300份的无水乙醇中、10份的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，置于反应釜中，升温至70℃，200转/min，加热30分钟，冷却至室温。清洗，干燥，备用。

实施例1

按照重量份将100份尼龙6树脂、20份尼龙66树脂、3份预处理的硼酸铝晶须、1份抗氧剂、1份润滑剂共混均匀后，加入至双螺杆挤出机中经过熔融挤出得到尼龙6/尼龙66合金。其中，双螺杆挤出机各区温度分别为1区180℃、2区190℃、3区200℃、4区210℃、5区220℃、6区230℃、7区240℃、8区250℃、模头区260℃。

实施例2

按照重量份将100份尼龙6树脂、60份尼龙66树脂、5份预处理的硼酸铝晶须、2份抗氧剂、2份润滑剂共混均匀后，加入至双螺杆挤出机中经过熔融挤出得到尼龙6/尼龙66合金。其中，双螺杆挤出机各区温度分别为1区190℃、2区200℃、3区210℃、4区220℃、5区230℃、6区240℃、7区250℃、8区260℃、模头区265℃。

实施例3

按照重量份将100份尼龙6树脂、30份尼龙66树脂、4份预处理的硼酸铝晶须、1份抗氧剂、1份润滑剂共混均匀后，加入至双螺杆挤出机中经过熔融挤出得到尼龙6/尼龙66合金。其中，双螺杆挤出机各区温度分别为1区185℃、2区195℃、3区205℃、4区215℃、5区225℃、6区235℃、7区245℃、8区255℃、模头区265℃。

实施例4

按照重量份将100份尼龙6树脂、50份尼龙66树脂、4份预处理的硼酸铝晶须、2份抗氧剂、2份润滑剂共混均匀后，加入至双螺杆挤出机中经过熔融挤出得到尼龙6/尼龙66合金。其中，双螺杆挤出机各区温度分别为1区185℃、2区195℃、3区205℃、4区215℃、5区225℃、6区235℃、7区245℃、8区255℃、模头区265℃。

实施例5

本实施例中预处理的硼酸铝晶须具体处理方法为：按照重量份将80份的硼酸铝晶须、200份的无水乙醇中、20份的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，置于反应釜中，升温至75℃，150转/min，加热40分钟，冷却至室温。清洗，干燥，备用。

尼龙6/尼龙66合金的组成和制备方法均同实施例4。

实施例6

本实施例中预处理的硼酸铝晶须具体处理方法为：按照重量份将150份的硼酸铝晶须、400份的无水乙醇中、50份的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，置于反应釜中，升温至80℃，100转/min，加热60分钟，冷却至室温。清洗，干燥，备用。

尼龙6/尼龙66合金的组成和制备方法均同实施例4。

对比例1

按照重量份将100份尼龙6树脂、50份尼龙66树脂、4份硼酸铝晶须、2份抗氧剂、2份润滑剂共混均匀后，加入至双螺杆挤出机中经过熔融挤出得到尼龙6/尼龙66合金。其中，双螺杆挤出机各区温度分别为1区185℃、2区195℃、3区205℃、4区215℃、5区225℃、6区235℃、7区245℃、8区255℃、模头区265℃。

对比例2

按照重量份将100份尼龙6树脂、50份尼龙66树脂、0.4份KH550、3.6份硼酸铝晶须、2份抗氧剂、2份润滑剂共混均匀后，加入至双螺杆挤出机中经过熔融挤出得到尼龙6/尼龙66合金。其中，双螺杆挤出机各区温度分别为1区185℃、2区195℃、3区205℃、4区215℃、5区225℃、6区235℃、7区245℃、8区255℃、模头区265℃。

对比例3

按照重量份将100份尼龙6树脂、50份尼龙66树脂、0.4份KH550、3.6份二硫化钼、2份抗氧剂、2份润滑剂共混均匀后，加入至双螺杆挤出机中经过熔融挤出得到尼龙6/尼龙66合金。其中，双螺杆挤出机各区温度分别为1区185℃、2区195℃、3区205℃、4区215℃、5区225℃、6区235℃、7区245℃、8区255℃、模头区265℃。

对比例4

按照重量份将100份尼龙6树脂、50份尼龙66树脂、0.4份KH550、3.6份聚四氟乙烯、2份抗氧剂、2份润滑剂共混均匀后，加入至双螺杆挤出机中经过熔融挤出得到尼龙6/尼龙66合金。其中，双螺杆挤出机各区温度分别为1区185℃、2区195℃、3区205℃、4区215℃、5区225℃、6区235℃、7区245℃、8区255℃、模头区265℃。

将实施例和对比例中的尼龙6/尼龙66合金进行相关性能测试，测试结果见表1：

表1实施例和对比例中尼龙6/尼龙66合金性能测试结果

注：表1中各性能测试测试样条尺寸和具体测试条件为：

简支梁缺口冲击强度测试条件如下：样条为矩形(V型模塑缺口)，样条尺寸为80mm×10mm×4mm；

拉伸强度测试条件如下：测试速度为50mm/min，样条为哑铃形，样条尺寸为170mm×10mm×4mm；

弯曲强度测试条件如下：，测试速度为2mm/min，样条为矩形，样条尺寸为80mm×10mm×4mm；

常温摩擦系数：样条尺寸为80×200mm，厚度为3.0mm。

通过表1中的测试结果可以看出，本发明硼酸铝晶须经过3-氨基丙基三乙氧基硅烷、无水乙醇处理，加入尼龙组合物中，不仅能大幅提高尼龙组合物的耐磨性能，还能明显提高组合物的缺口、拉伸、弯曲强度。与现有技术相比，本发明预处理后的硼酸铝晶须比普通耐磨助剂二硫化钼、聚四氟乙烯对组合物耐磨性能、力学性能性能的增幅更大。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种尼龙6/尼龙66合金，其特征在于，其由100份尼龙6树脂、20-60份尼龙66树脂、3-5份预处理的硼酸铝晶须、1-2份抗氧剂和1-2份润滑剂按照重量份制备而成，其中，所述预处理指的是将硼酸铝晶须与无水乙醇、3-氨基丙基三乙氧基硅烷搅拌加热处理。

2.如权利要求1所述的尼龙6/尼龙66合金，其特征在于，所述尼龙6树脂在230℃、2.16kg条件下的熔融指数为40-50g/10min。

3.如权利要求1所述的尼龙6/尼龙66合金，其特征在于，所述尼龙66树脂在230℃、2.16kg条件下的熔融指数为8-12g/10min。

4.如权利要求1所述的尼龙6/尼龙66合金，其特征在于，所述硼酸铝晶须的平均粒径为10-20μm。

5.如权利要求1所述的尼龙6/尼龙66合金，其特征在于，所述预处理的步骤具体为：将硼酸铝晶须、3-氨基丙基三乙氧基硅烷和无水乙醇混合后，进行搅拌加热反应。

6.如权利要求1所述的尼龙6/尼龙66合金，其特征在于，所述搅拌加热反应的具体参数为：在温度为70-80℃、转速为100-200rpm的条件下，加热反应30-60min。

7.如权利要求1所述的尼龙6/尼龙66合金，其特征在于，所述硼酸铝晶须、无水乙醇和3-氨基丙基三乙氧基硅烷的重量比为(8-15)：(20-40)：(1-5)。

8.如权利要求1所述的尼龙6/尼龙66合金，其特征在于，所述抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯。

9.如权利要求1所述的尼龙6/尼龙66合金，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸钙。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的尼龙6/尼龙66合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

按照配比将尼龙6树脂、尼龙66树脂、预处理的硼酸铝晶须、抗氧剂和润滑剂充分混合，得到均匀的混合物料；

将所述混合物料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出制得尼龙6/尼龙66合金。