CN114656778A - 一种透明尼龙/沙林合金材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种透明尼龙/沙林合金材料，按重量份计，包括以下组分：透明尼龙树脂100份；沙林树脂5‑50份；N‑乙基对甲苯磺酰胺0.1‑3份。通过选用沙林树脂作为增韧剂，不仅能够得到好的常温韧性和低温韧性，并且具有透明度高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，特别是涉及一种透明尼龙/沙林合金材料及其制备方法和应用。
背景技术
透明尼龙具有非晶或者微晶尺寸小等特性，可以很好地发挥尼龙材料的优势，拓宽材料在光学等领域的应用。
但是，透明尼龙与普通尼龙在韧性方面并无显著差别，而目前尼龙的增韧改性大多使用POE类的增韧剂，POE的加入会增加材料的雾度，限制了透明尼龙的使用。如：专利《一种耐寒增韧尼龙复合材料及其制备方法》CN 109722019 A，公开了一种耐寒增韧尼龙复合材料及其制备方法，对芳香族尼龙PA6I、PA6I和PA6T的共聚物，采用马来酸酐接枝POE作为增韧剂，改善了透明尼龙材料的韧性，尤其提高了材料的低温冲击性能，获得23℃缺口冲击强度≥70KJ/ m2、-50℃缺口冲击强度≥20KJ/m2的尼龙复合材料。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种透明尼龙/沙林合金，具有韧性好、透明度高的优点。
本发明的另一目的在于，提供上述透明尼龙/沙林合金的制备方法和应用。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种透明尼龙/沙林合金材料，按重量份计，包括以下组分：
透明尼龙树脂 100份；
沙林树脂 5-50份；
N-乙基对甲苯磺酰胺 0.1-3份。
所述的透明尼龙树脂选自PA 12/PACMI、PA 12/MACMI、PA 12/MACMT、PA12/MACMI/MACMT、PA MACM10、PA MACM11、PA MACM12、PA PACM10、PA PACM11、PA PACM12、PA TMDC12、PA MACMI/12、PA MACMT/12、PA PACMI/12、PA MACM10/10、PA MACM12/PACM12、PA MACM12/PACM14、PA MACMI/MACM12、PA MACMT/MACM12、PAMACMI/MACM、PA MACMI/MACMT/12、PAMACMI/MACMT/MACM12/12、PA MACMI/MACMT/MACM12中的至少一种。
优选的，所述的透明尼龙树脂选自 PA MACM12/PACM12、PA 12/MACMI、PA MACM12。
可选的，
PA MACM12/PACM12的重复单元为：
举例牌号为PA T15；
PA 12/MACMI的重复单元为：
举例牌号为PA Grilamid TR 55；
PA MACM12的重复单元为：
举例牌号为TR90。
所述的沙林树脂为乙烯-甲基丙烯酸钠聚合物。乙烯-甲基丙烯酸钠聚合物是一类离子型聚合物，分子结构以乙烯和甲基丙烯酸的共聚体为主链，其上引入钠离子。
所述的乙烯-甲基丙烯酸钠聚合物的密度为0.85-1.02g/cm3。
可以根据实际情况选择是否添加0-2份的添加剂，可以是抗氧剂、润滑剂中的一种或多种。
抗氧剂可以是酚类、亚磷酸酯类、二价硫类、空间受阻胺类、磷酸猝灭剂中的一种或其混合物。
空间受阻胺类抗氧剂可以选自N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
磷酸猝灭剂双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯。
润滑剂可以是低分子脂类、金属皂类、硬脂酸复合酯类、酰胺类；其中，低分子脂类为固体石蜡、液体石蜡或低分子聚烯烃蜡，金属皂类为硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌或硬脂酸钡，硬酯酸复合酯类为硬脂酸乙二醇酯、硬脂酸甘油酯或硬脂酸季戊四醇酯，酰胺类为芥酸酰胺、甲撑双硬脂酸酰胺或N，N-乙撑双硬脂酸酰胺。
本发明的透明尼龙/沙林合金材料的制备方法，包括以下步骤：称取透明尼龙树脂、沙林树脂、N-乙基对甲苯磺酰胺，在高混机中进行预混合得到预混料，然后将预混物投入双螺杆挤出机中进行熔融混合，挤出造粒，得到该材料颗粒；其中双螺杆挤出机的螺杆长径比为36~52:1，螺筒温度为180~350℃，螺杆转速为200~700rpm；
如有添加剂，与透明尼龙树脂一起混合，进行后续步骤。
本发明的透明尼龙/沙林合金材料的应用，用于制备光学制件。可以是透镜等产品。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果
现有技术的增韧剂的透明度不高，如果为了得到透明度高的聚酰胺复合材料，增韧剂的添加量必不能太多，这样会导致低温韧性差。本发明通过选用沙林树脂作为增韧剂，不仅能够得到好的常温韧性和低温韧性，并且能够大幅提升透明度。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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。
本发明所用原料来源如下：
PA MACM12/PACM12: PA T15，平顶山倍安德
PA 12/MACMI: PA Grilamid TR 55，瑞士艾曼斯公司；
PA MACM12：TR90，瑞士艾曼斯公司；
沙林树脂1：SURLYN AD1032，密度为0.94-0.97g/cm3，美国杜邦公司；
沙林树脂2：SURLYN 8920，密度为0.94-0.97g/cm3，美国杜邦公司；
POE增韧剂1：PC-28，佛山市南海柏晨公司；
POE增韧剂2：N493，美国杜邦公司；
N-乙基对甲苯磺酰胺:湖北楚烁生物科技有限公司；
抗氧剂：PEP-36，日本艾迪科；
润滑剂：LOXIOL G32，德国意幕利。
实施例和对比例合金的制备方法：称取透明尼龙树脂、沙林树脂（或POE增韧剂）、N-乙基对甲苯磺酰胺、抗氧剂、润滑剂，在高混机中进行预混合得到预混料，然后将预混物投入双螺杆挤出机中进行熔融混合，挤出造粒，得到该材料颗粒；其中双螺杆挤出机的螺杆长径比为36~52:1，螺筒温度为180~350℃，螺杆转速为200~700rpm。
测试方法：
将上述颗粒置于鼓风烘箱120℃干燥4h后，在300-320℃注塑温度下注塑成ISO-527力学样条：注塑完后，在23℃、50％RH实验室标准环境中调节24h后测试初始机械性能。同时，在同样条件下注塑厚度为2mm的方板，作为透光率测试样品。
（1）低温缺口冲击韧性：将上述调节后的缺口冲击样条放置于-50℃冷冻箱中存放4h后，使用悬臂梁冲击试验仪测试缺口冲击强度，从冷冻箱中取出的样条在10秒内测试完毕；
（2）透光率测试：将每个样品的方板在透光率测试仪上测试2次取平均值，作为该方板的透光率，每个实施例和对比例分别测试3块方板。
表1：实施例1-7透明尼龙/沙林合金材料各组分含量（重量份）及测试结果
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | |
| PA T15 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | ||
| PA Grilamid TR 55 | 100 | ||||||
| TR90 | 100 | ||||||
| N-乙基对甲苯磺酰胺 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.8 | 1.0 | 1.5 | 2 |
| 沙林树脂1 | 15 | 15 | 15 | 25 | 35 | 50 | |
| 沙林树脂2 | 15 | ||||||
| 抗氧剂 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| 润滑剂 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| -50℃悬臂梁缺口冲击强度/kJ/m<sup>2</sup> | 25 | 23 | 22 | 23 | 28 | 33 | 38 |
| 透光率/% | 86 | 85 | 86 | 84 | 89 | 89 | 91 |
表2：实施例8-9透明尼龙/沙林合金材料各组分含量（重量份）及测试结果
| 实施例8 | 实施例9 | |
| PA T15 | 100 | 100 |
| N-乙基对甲苯磺酰胺 | 0.5 | 0.5 |
| 沙林树脂1 | 20 | |
| 沙林树脂2 | 30 | |
| 抗氧剂 | 0.1 | |
| 润滑剂 | 0.1 | |
| -50℃悬臂梁缺口冲击强度/kJ/m<sup>2</sup> | 27 | 29 |
| 透光率/% | 88 | 87 |
表3：对比例透明尼龙/沙林合金材料各组分含量（重量份）及测试结果
| 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | |
| PA T15 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| N-乙基对甲苯磺酰胺 | 0.5 | 0.5 | ||
| 沙林树脂1 | 15 | |||
| POE增韧剂1 | 15 | |||
| POE增韧剂2 | 15 | |||
| 抗氧剂 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| 润滑剂 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| -50℃悬臂梁缺口冲击强度/kJ/m<sup>2</sup> | 22 | 15 | 14 | 3 |
| 透光率/% | 76 | 37 | 39 | 46 |
由实施例1和对比例1可知，N-乙基对甲苯磺酰胺作为相容剂的存在，不仅提升低温条件下的缺口冲击强度、而且提升透光率。
由对比例2/3可知，常规的POE增韧剂不仅低温冲击强度低，而且透光率很差。
由实施例和对比例4可知，沙林树脂不仅能够提升抗低温冲击性能，并且能够极大提升透明度。
Claims (8)
1.一种透明尼龙/沙林合金材料，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：
透明尼龙树脂 100份；
沙林树脂 5-50份；
N-乙基对甲苯磺酰胺 0.1-3份。
2.根据权利要求1所述的透明尼龙/沙林合金材料，其特征在于，所述的透明尼龙树脂选自PA 12/PACMI、PA 12/MACMI、PA 12/MACMT、PA12/MACMI/MACMT、PA MACM10、PA MACM11、PA MACM12、PA PACM10、PA PACM11、PA PACM12、PA TMDC12、PA MACMI/12、PA MACMT/12、PAPACMI/12、PA MACM10/10、PA MACM12/PACM12、PA MACM12/PACM14、PA MACMI/MACM12、PAMACMT/MACM12、PAMACMI/MACM、PA MACMI/MACMT/12、PA MACMI/MACMT/MACM12/12、PAMACMI/MACMT/MACM12中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的透明尼龙/沙林合金材料，其特征在于，所述的透明尼龙树脂选自 PA MACM12/PACM12、PA 12/MACMI、PA MACM12中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的透明尼龙/沙林合金材料，其特征在于，所述的沙林树脂选自乙烯-甲基丙烯酸钠聚合物。
5.根据权利要求4所述的透明尼龙/沙林合金材料，其特征在于，所述的乙烯-甲基丙烯酸钠聚合物的密度为0.85-1.02g/cm3。
6.根据权利要求1所述的透明尼龙/沙林合金材料，其特征在于，按重量份计，还包括0-2份的添加剂；所述的添加剂选自抗氧剂、润滑剂中的一种或多种。
7.权利要求1-6任一项所述的透明尼龙/沙林合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：称取透明尼龙树脂、沙林树脂、N-乙基对甲苯磺酰胺，在高混机中进行预混合得到预混料，然后将预混物投入双螺杆挤出机中进行熔融混合，挤出造粒，得到透明尼龙/沙林合金材料；其中双螺杆挤出机的螺杆长径比为36~52:1，螺筒温度为180~350℃，螺杆转速为200~700rpm；
如有添加剂，与透明尼龙树脂一起混合，进行后续步骤。
8.权利要求1-6任一项所述的透明尼龙/沙林合金材料的应用，其特征在于，用于制备光学制件。
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| JPH06136258A (ja) * | 1992-10-28 | 1994-05-17 | Mitsubishi Kasei Corp | ポリアミド樹脂組成物及びそれからなるモノフィラメント |
| CN102471573A (zh) * | 2009-07-22 | 2012-05-23 | 纳幕尔杜邦公司 | 包含离聚物的聚酰胺组合物 |
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|---|
| 彭治汉等: "《塑料工业手册-聚酰胺》", 化学工业出版社, pages: 378 - 381 * |
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