CN114836025A - 一种基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料及其制备方法。一种基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料，以质量份数计，包括如下组分：三元乙丙橡胶5‑10份，过氧化物交联剂0.5‑2份，扩链剂2‑5份，抗氧剂0.5‑1份，润滑剂0.5‑2份和再生尼龙扎带料80‑90份。本发明通过交联剂反应使尼龙和三元乙丙橡胶(EPDM弹性体)很好的结合，同时加入乙烯马来酸酐间规共聚树脂，显著提高尼龙材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等机械性能，使废弃再生尼龙扎带料得到再利用。
Description
技术领域：
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料及其制备方法。
背景技术：
尼龙树脂，是DuPont公司最先开发用于制备纤维的树脂，于1939年实现大批量生产，20世纪50年代开始开发和生产注塑制品，以取代金属满足下游工业制品轻量化、降低成本的要求。尼龙具有优异的机械强度，耐热，耐油和一般溶剂等，尼龙的缺点是缺口冲击性能一般，尤其是低温冲击性能低，现有的废弃尼龙扎带料机械性能低，回收应用难度大，无法在注塑产品应用，污染环境。现有的同类产品使用EPDM弹性体作为增韧剂，但是该处理对再生料增韧效果差，亟待解决该问题。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料及其制备方法，本发明通过交联剂反应使尼龙和三元乙丙橡胶(EPDM弹性体)很好的结合，同时加入乙烯马来酸酐间规共聚树脂，显著提高尼龙材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等机械性能，使废弃再生尼龙扎带料得到再利用。
本发明的目的在于提供一种基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料，以质量份数计，包括如下组分：三元乙丙橡胶5-10份，过氧化物交联剂0.5-2份，扩链剂2-5份，抗氧剂0.5-1份，润滑剂0.5-2份和再生尼龙扎带料80-90份。
本发明采用EPDM弹性体作为增韧剂，改善EPDM和尼龙基体的相容性；采用乙烯马来酸酐间规共聚树脂扩链剂作为改性剂，改善了尼龙基体材料稳定性，提高分子量；过氧化物交联剂反应提高再生尼龙扎带的分子量，提高粘度，从而提高增韧效果。
优选地，上述基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料，以质量份数计，包括如下组分：三元乙丙橡胶6-9份，过氧化物交联剂1-1.5份，扩链剂2-4份，抗氧剂0.5-1份，润滑剂1-1.5份和再生尼龙扎带料80-90份。
优选地，基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料，以质量份数计，包括如下组分：三元乙丙橡胶8份，过氧化物交联剂1.5份，扩链剂3份，抗氧剂0.75份，润滑剂1.2份和再生尼龙扎带料85份。
优选地，所述的过氧化物交联剂选自过氧化二异丙苯，1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷，双(叔丁过氧异丙基)苯和过氧化叔丁基异丙苯中的一种或几种；所述的扩链剂为乙烯马来酸酐间规共聚树脂；所述的润滑剂选自乙撑双硬脂酰胺，硬脂酸钙和硬脂酸锌中的一种或几种；所述的抗氧剂选自抗氧剂1098、抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂9228中的一种以上。
本发明还保护上述基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料的制备方法，包括如下步骤：将上述配方量的三元乙丙橡胶，过氧化物交联剂，扩链剂，抗氧剂，润滑剂和再生尼龙扎带料混合均匀后，加入双螺杆挤出机中经熔融挤出后的物料，过水冷却和切粒后得到基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料。切粒的粒径为3-4mm。
本发明提出的制备方法采用热熔、挤出、冷却、切粒一体化工序，操作简单，得到的基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料性能稳定。
优选地，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度220℃-280℃，二区温度220℃-280℃，三区温度220℃-280℃，四区温度220℃-280℃，五区温度220℃-280℃，六区温度220℃-280℃，七区温度220℃-260℃，八区温度220℃-260℃，九区温度220℃-260℃，模头温度220℃-250℃，压力20-25Mpa，螺杆转速450-500r/min。
本发明的有益效果是：
本发明通过加入交联剂反应使尼龙和EPDM很好的结合，同时加入乙烯马来酸酐间规共聚树脂，解决了废弃尼龙扎带料回收利用后冲击性能差、加工反应难控和改性后吸水率高的问题，显著提高尼龙材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等机械性能，使废弃再生尼龙扎带料得到再利用。
具体实施方式：
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
除特别说明，本发明中提到的设备和材料均为市售。
实施例1
一种基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料，包括如下组分：三元乙丙橡胶8千克，过氧化二异丙苯1.5千克，乙烯马来酸酐间规共聚树脂3千克，抗氧剂1010 0.75千克，乙撑双硬脂酰胺1.2千克和再生尼龙扎带料85千克。
上述基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料的制备方法，将上述三元乙丙橡胶，过氧化二异丙苯，乙烯马来酸酐间规共聚树脂，抗氧剂1010，乙撑双硬脂酰胺和再生尼龙扎带料混合均匀后，加入双螺杆挤出机中经熔融挤出后的物料，过水冷却和切粒后得到基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料。切粒的粒径为3-4mm。
双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度250℃，二区温度250℃，三区温度250℃，四区温度250℃，五区温度250℃，六区温度250℃，七区温度240℃，八区温度240℃，九区温度240℃，模头温度235℃，每区停留时间7秒，压力22Mpa，螺杆转速480r/min。
对比例1
与实施例1相同，不同之处在于：不添加乙烯马来酸酐间规共聚树脂。
对比例2
与实施例1相同，不同之处在于：不添加过氧化二异丙苯。
将实施例1、对比例1和对比例2得到的改性材料进行性能测试，结果如表1所示。
表1
| 测试项目 | 单位 | 实施例1 | 对比例1 | 对比例2 |
| 密度 | g/cm<sup>3</sup> | 1.06 | 1.10 | 1.06 |
| 冲击强度(缺口) | KJ/m<sup>2</sup> | 80 | 14 | 10 |
| -30℃冲击强度(缺口) | KJ/m<sup>2</sup> | 45 | 7 | 5 |
| 冲击强度(无缺口) | KJ/m<sup>2</sup> | 不断 | 50 | 32 |
| 拉伸强度 | Mpa | 50 | 34 | 27 |
| 伸长率 | ％ | 25 | 12 | 10 |
| 弯曲强度 | Mpa | 70 | 45 | 37 |
| 弯曲模量 | Mpa | 1400 | 1150 | 985 |
| 表面光泽度 | / | 好 | 较好 | 一般 |
由表1得出，交联剂、EPDM和乙烯马来酸酐间规共聚树脂共同作用，不仅显著提高尼龙材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等机械性能，而且还可以提高材料的相容和分散，从而提高材料表面光泽度。
实施例2
一种基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料，以质量份数计，包括如下组分：三元乙丙橡胶6千克，过氧化二异丙苯1千克，乙烯马来酸酐间规共聚树脂2千克，抗氧剂1010 0.5千克，乙撑双硬脂酰胺1千克和再生尼龙扎带料80千克。
制备方法与实施例1相同。
实施例3
一种基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料，以质量份数计，包括如下组分：三元乙丙橡胶9千克，过氧化二异丙苯1.5千克，乙烯马来酸酐间规共聚树脂4千克，抗氧剂1010 1千克，乙撑双硬脂酰胺1.5千克和再生尼龙扎带料90千克。
制备方法与实施例1相同。
实施例4
一种基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料，以质量份数计，包括如下组分：三元乙丙橡胶5千克，过氧化二异丙苯0.5千克，乙烯马来酸酐间规共聚树脂2千克，抗氧剂10100.5千克，乙撑双硬脂酰胺0.5千克和再生尼龙扎带料80千克。
上述基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料的制备方法，将三元乙丙橡胶，过氧化二异丙苯，乙烯马来酸酐间规共聚树脂，抗氧剂1010，乙撑双硬脂酰胺和再生尼龙扎带料混合均匀后，加入双螺杆挤出机中经熔融挤出后的物料，过水冷却和切粒后得到基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料。切粒的粒径为3-4mm。
双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度220℃，二区温度220℃，三区温度220℃，四区温度220℃，五区温度220℃，六区温度220℃，七区温度220℃，八区温度220℃，九区温度220℃，模头温度220℃，每区停留时间6秒，压力20Mpa，螺杆转速450r/min。
实施例5
一种基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料，以质量份数计，包括如下组分：三元乙丙橡胶10千克，过氧化二异丙苯2千克，乙烯马来酸酐间规共聚树脂5千克，抗氧剂1010 1千克，乙撑双硬脂酰胺2千克和再生尼龙扎带料90千克。
上述基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料的制备方法，将三元乙丙橡胶，过氧化二异丙苯，乙烯马来酸酐间规共聚树脂，抗氧剂1010，乙撑双硬脂酰胺和再生尼龙扎带料混合均匀后，加入双螺杆挤出机中经熔融挤出后的物料，过水冷却和切粒后得到基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料。切粒的粒径为3-4mm。
双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度280℃，二区温度280℃，三区温度280℃，四区温度280℃，五区温度280℃，六区温度280℃，七区温度260℃，八区温度260℃，九区温度260℃，模头温度250℃，每区停留时间8秒，压力25Mpa，螺杆转速500r/min。
将实施例1-5得到的改性材料进行性能测试，测试数据如表2所示。
表2
| 测试项目 | 单位 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 密度 | g/cm<sup>3</sup> | 1.06 | 1.07 | 1.05 | 1.07 | 1.04 |
| 冲击强度(缺口) | KJ/m<sup>2</sup> | 80 | 76 | 81 | 57 | 68 |
| -30℃冲击强度(缺口) | KJ/m<sup>2</sup> | 45 | 42 | 47 | 31 | 35 |
| 冲击强度(无缺口) | KJ/m<sup>2</sup> | 不断 | 不断 | 不断 | 85 | 88 |
| 拉伸强度 | Mpa | 50 | 48 | 44 | 46 | 42 |
| 伸长率 | ％ | 25 | 24 | 22 | 18 | 15 |
| 弯曲强度 | Mpa | 70 | 67 | 63 | 55 | 48 |
| 弯曲模量 | Mpa | 1400 | 1350 | 1210 | 1160 | 1120 |
| 表面光泽度 | / | 好 | 好 | 好 | 一般 | 一般 |
由表2对比测试数据得出，采用本发明的三元乙丙橡胶，过氧化物交联剂，乙烯马来酸酐间规共聚树脂复配的技术方案得到的基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料，缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲强度等力学性能比较好，且在低温环境下有较好的冲击强度，兼具表面光泽度好的优点，在尼龙增韧材料市场上有较高的竞争优势。
实施例6
与实施例1相同，不同之处在于：过氧化物交联剂为1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷，润滑剂为硬脂酸钙，抗氧剂为抗氧剂1098。
实施例7
与实施例1相同，不同之处在于：过氧化物交联剂为双(叔丁过氧异丙基)苯和过氧化叔丁基异丙苯，双(叔丁过氧异丙基)苯和过氧化叔丁基异丙苯的质量比为1:1，润滑剂为硬脂酸锌，抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂9228，抗氧剂168和抗氧剂9228的质量比为1:1。
将实施例1、实施例6和实施例7得到的改性材料进行性能测试，结果如表3所示。
由表3得出，交联剂、EPDM和乙烯马来酸酐间规共聚树脂共同作用，不仅显著提高尼龙材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等机械性能，而且还可以提高材料的相容和分散，从而提高材料表面光泽度。
表3
以上对本发明提供的基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料及其制备方法进行了详细的介绍，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料，其特征在于，以质量份数计，包括如下组分：三元乙丙橡胶5-10份，过氧化物交联剂0.5-2份，扩链剂2-5份，抗氧剂0.5-1份，润滑剂0.5-2份和再生尼龙扎带料80-90份。
2.根据权利要求1所述的基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料，其特征在于，以质量份数计，包括如下组分：三元乙丙橡胶6-9份，过氧化物交联剂1-1.5份，扩链剂2-4份，抗氧剂0.5-1份，润滑剂1-1.5份和再生尼龙扎带料80-90份。
3.根据权利要求1所述的基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料，其特征在于，以质量份数计，包括如下组分：三元乙丙橡胶8份，过氧化物交联剂1.5份，扩链剂3份，抗氧剂0.75份，润滑剂1.2份和再生尼龙扎带料85份。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料，其特征在于，所述的过氧化物交联剂选自过氧化二异丙苯，1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷，双(叔丁过氧异丙基)苯和过氧化叔丁基异丙苯中的一种或几种。
5.根据权利要求1或2或3所述的基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料，其特征在于，所述的扩链剂为乙烯马来酸酐间规共聚树脂。
6.根据权利要求1或2或3所述的基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料，其特征在于，所述的润滑剂选自乙撑双硬脂酰胺，硬脂酸钙和硬脂酸锌中的一种或几种。
7.根据权利要求1或2或3所述的基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料，其特征在于，所述的抗氧剂选自抗氧剂1098、抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂9228中的一种以上。
8.权利要求1或2或3所述的基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将上述配方量的三元乙丙橡胶，过氧化物交联剂，扩链剂，抗氧剂，润滑剂和再生尼龙扎带料混合均匀后，加入双螺杆挤出机中经熔融挤出后的物料，过水冷却后得到基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料。
9.根据权利要求8所述的基于再生尼龙扎带料的增韧改性材料的制备方法，其特征在于，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度220℃-280℃，二区温度220℃-280℃，三区温度220℃-280℃，四区温度220℃-280℃，五区温度220℃-280℃，六区温度220℃-280℃，七区温度220℃-260℃，八区温度220℃-260℃，九区温度220℃-260℃，模头温度220℃-250℃，压力20-25Mpa，螺杆转速450-500r/min。
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