CN114656630A - 一种多异氰酸酯改性增韧液体尼龙滚塑油箱的制备方法 - Google Patents

一种多异氰酸酯改性增韧液体尼龙滚塑油箱的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及滚塑技术领域，且公开了一种多异氰酸酯改性增韧液体尼龙滚塑油箱的制备方法，包括如下步骤：S1：将100phr己内酰胺各50phr分别加入釜A和釜B中，均在130℃加热条件下抽真空脱水0.5‑1小时；S2：在所述釜A中加入0.02‑2phr的碱催化剂，继续在130℃加热条件下抽真空脱水0.5‑1小时，然后降温到80℃待用；S3：在所述釜B中加入0.2‑5phr助催化剂，搅拌并抽真空0.5‑1小时后降温至80℃待用；采用三官能团异氰酸酯，起到轻微交联作用，提高聚合物的分子量，增加其韧性，采用该方法的制品的表面光滑，内表面聚合完整，内部无气孔。制品具有良好的韧性，与PA6粉末制品以及普通液体尼龙制品相比具有显著的韧性，不需调湿处理。

Description

一种多异氰酸酯改性增韧液体尼龙滚塑油箱的制备方法
技术领域
本发明涉及滚塑技术领域，具体为一种多异氰酸酯改性增韧液体尼龙滚塑油箱的制备方法。
背景技术
工程机械油箱，包括柴油箱和液压油箱的制作都以塑代钢实行轻量化。市场上普遍采用的是聚乙烯PE、聚丙烯PP通过滚塑工艺制备。但PE、PP的强度，耐油性，耐热性以及阻隔性等各项性能都难满足高性能油箱的需要，因此逐渐以具有良好阻隔性和力学强度的聚酰胺类材料来替代。聚酰胺也称尼龙，包括PA6、PA66等一些列含有酰胺基团的聚合物，由于酰胺基团的存在，聚合物具有优良的阻隔，耐高低温，耐油等性能，比如乘用车就普遍采用长碳链的尼龙制作油管和油箱等制品。在工程机械(比如挖机、推土机、起重机等)上，从性价比考虑，最好采用PA6来制备，原料来源广泛，价格低廉。
对于工程机械，油箱采用单层结构，由于复杂的中空几何形状，通常采用滚塑的方法加工成型。传统工艺是以改性或未改性的尼龙6(PA6)为原料，先将固态尼龙6磨成粉状，然后加入滚塑模具于260℃以上的高温条件下滚塑成型，冷却并脱模。最后将油箱放在热水中沸水蒸煮12小时以上进行调湿处理，以此来增加制品的韧性。
该方法存在调湿处理周期长，需要较大的场地和能耗，同时调湿处理后的制品翘曲变形严重等缺点。另外，由于滚塑工艺不易精确和均匀地控制模内温度，对于尼龙6这种结晶性高熔点聚合物来说，就会存在塑化良莠不齐的问题，易导致镶件包覆不良和泡孔的出现。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种多异氰酸酯改性增韧液体尼龙滚塑油箱的制备方法，具备成型简单，制品尺寸精密度高，制品具有优良的刚韧性，且无需调湿处理的优点，解决了调湿处理周期长，需要较大的场地和能耗，同时调湿处理后的制品翘曲变形严重的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多异氰酸酯改性增韧液体尼龙滚塑油箱的制备方法，包括如下步骤：
S1：将100phr己内酰胺各50phr分别加入釜A和釜B中，均在130℃加热条件下抽真空脱水0.5-1小时；
S2：在所述釜A中加入0.02-2phr的碱催化剂，继续在130℃加热条件下抽真空脱水0.5-1小时，然后降温到80℃待用；
S3：在所述釜B中加入0.2-5phr助催化剂，搅拌并抽真空0.5-1小时后降温至80℃待用；
S4：将所述釜A和所述釜B两釜液体按质量比1:1定量放入釜C，所述釜C保持温度80℃，并高速搅拌2分钟后放料至预先预热的滚塑模具内；
S5：将滚塑模具转入滚塑炉内，调节转速X轴10转/分钟，Y轴5转/分钟；开启天然气燃烧加热，调节炉内温度保持210℃，使模具内部温度保持在160-180℃；
S6：加热1400秒后出炉，风冷1200秒后拆模，修整。
优选的，所述碱催化剂为氢氧化钠、甲醇钠或乙醇钠任意一种。
优选的，所述助催化剂为多官能团异氰酸酯。
优选的，所述多官能团异氰酸酯为具有3个及以上异氰酸酯官能团。
优选的，所述异氰酸酯官能团为三苯基甲烷三异氰酸酯TTI、硫代磷酸三苯基三异氰酸酯TPTI或多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI。
优选的，所述多官能团异氰酸酯的分子式如下：
Figure BDA0003589244090000031
优选的，所述模具预热后温度保持在80-100℃。
优选的，该制备配方包括己内酰胺100phr，碱催化剂0.02-2phr，助催化剂0.2-2phr。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种多异氰酸酯改性增韧液体尼龙滚塑油箱的制备方法，具备以下有益效果：
采用三官能团异氰酸酯，起到轻微交联作用，提高聚合物的分子量，增加其韧性，采用该方法的制品的表面光滑，内表面聚合完整，内部无气孔。制品具有良好的韧性，与PA6粉末制品以及普通液体尼龙制品相比具有显著的韧性，不需调湿处理。
附图说明
图1为本发明的原料处理工艺路线图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
一种多异氰酸酯改性增韧液体尼龙滚塑油箱的制备方法，包括如下步骤：
S1：将100phr己内酰胺各50phr分别加入釜A和釜B中，均在130℃加热条件下抽真空脱水0.5-1小时；
S2：在所述釜A中加入0.02-2phr的碱催化剂，继续在130℃加热条件下抽真空脱水0.5-1小时，然后降温到80℃待用；
S3：在所述釜B中加入0.2-5phr助催化剂，搅拌并抽真空0.5-1小时后降温至80℃待用；
S4：将所述釜A和所述釜B两釜液体按质量比1:1定量放入釜C，所述釜C保持温度80℃，并高速搅拌2分钟后放料至预先预热的滚塑模具内；
S5：将滚塑模具转入滚塑炉内，调节转速X轴10转/分钟，Y轴5转/分钟；开启天然气燃烧加热，调节炉内温度保持210℃，使模具内部温度保持在160-180℃；
S6：加热1400秒后出炉，风冷1200秒后拆模，修整。
本实施例中，所述碱催化剂为氢氧化钠、甲醇钠或乙醇钠任意一种。
本实施例中，所述助催化剂为多官能团异氰酸酯，多官能团异氰酸酯为具有3个及以上异氰酸酯官能团，异氰酸酯官能团为三苯基甲烷三异氰酸酯TTI、硫代磷酸三苯基三异氰酸酯TPTI或多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI，由于商品化的多异氰酸酯通常都加有50-80％的低沸点溶剂，比如乙酸乙酯，如果不除去该溶剂，会影响最终制品的性能和产生气泡，因此本方案采用釜B抽真空，不但除水，还起到除去低沸点溶剂的作用。
本实施例中，传统MC尼龙工艺和配方相比：传统MC尼龙采用TDI、MDI二官能团异氰酸酯作为助催化剂，分子量低，材料脆性较大，本项目用三官能团异氰酸酯，起到轻微交联作用，提高聚合物的分子量，增加其韧性，所述多官能团异氰酸酯的分子式如下：
Figure BDA0003589244090000051
本实施例中，所述模具预热后温度保持在80-100℃。
本实施例中，该制备配方包括己内酰胺100phr，碱催化剂0.02-2phr，助催化剂0.2-2phr。
本实施例中，以上配方和工艺制备的制品表面光滑，内表面聚合完整，内部无气孔，制品具有良好的韧性，与PA6粉末制品以及普通液体尼龙制品相比具有显著的韧性，不需调湿处理。
本实施例中，对三种材料主要性能对比如下表：
Figure BDA0003589244090000052
注：以上数据为样品自然放置7天后进行测试。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种多异氰酸酯改性增韧液体尼龙滚塑油箱的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：将100phr己内酰胺各50phr分别加入釜A和釜B中，均在130℃加热条件下抽真空脱水0.5-1小时；
S2：在所述釜A中加入0.02-2phr的碱催化剂，继续在130℃加热条件下抽真空脱水0.5-1小时，然后降温到80℃待用；
S3：在所述釜B中加入0.2-5phr助催化剂，搅拌并抽真空0.5-1小时后降温至80℃待用；
S4：将所述釜A和所述釜B两釜液体按质量比1:1定量放入釜C，所述釜C保持温度80℃，并高速搅拌2分钟后放料至预先预热的滚塑模具内；
S5：将滚塑模具转入滚塑炉内，调节转速X轴10转/分钟，Y轴5转/分钟；开启天然气燃烧加热，调节炉内温度保持210℃，使模具内部温度保持在160-180℃；
S6：加热1400秒后出炉，风冷1200秒后拆模，修整。
2.根据权利要求1所述的一种多异氰酸酯改性增韧液体尼龙滚塑油箱的制备方法，其特征在于：所述碱催化剂为氢氧化钠、甲醇钠或乙醇钠任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种多异氰酸酯改性增韧液体尼龙滚塑油箱的制备方法，其特征在于：所述助催化剂为多官能团异氰酸酯。
4.根据权利要求3所述的一种多异氰酸酯改性增韧液体尼龙滚塑油箱的制备方法，其特征在于：所述多官能团异氰酸酯为具有3个及以上异氰酸酯官能团。
5.根据权利要求4所述的一种多异氰酸酯改性增韧液体尼龙滚塑油箱的制备方法，其特征在于：所述异氰酸酯官能团为三苯基甲烷三异氰酸酯TTI、硫代磷酸三苯基三异氰酸酯TPTI或多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI。
6.根据权利要求1所述的一种多异氰酸酯改性增韧液体尼龙滚塑油箱的制备方法，其特征在于：所述多官能团异氰酸酯的分子式如下：
Figure FDA0003589244080000021
7.根据权利要求1所述的一种多异氰酸酯改性增韧液体尼龙滚塑油箱的制备方法，其特征在于：所述模具预热后温度保持在80-100℃。
8.根据权利要求1所述的一种多异氰酸酯改性增韧液体尼龙滚塑油箱的制备方法，其特征在于：该制备配方包括己内酰胺100phr，碱催化剂0.02-2phr，助催化剂0.2-2phr。
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