CN115011114A - 一种高流动性的尼龙及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及尼龙材料的技术领域，具体公开了一种高流动性的尼龙及其制备方法，高流动性的尼龙由质量份数为50份尼龙612、2.5‑7.5份玻璃纤维、0.3‑0.75份玻纤分散剂以及0.5‑1份稳定剂组成，玻纤分散剂的制备方法如下：将间羟基苄基氯、5‑氟吲哚、碳酸钾和有机溶剂混合，升温至65‑80℃，反应4‑6h后，停止加热，在搅拌下冷却至室温，纯化后得到玻纤分散剂。本申请在尼龙中加入具有较佳分散性以及抗氧化性的玻纤分散剂，玻璃纤维在尼龙612中的分散性提高，促使尼龙612的流动性增强，用该尼龙材料生产的电池密封圈的密封性、防漏性以及安全性。

Description

一种高流动性的尼龙及其制备方法

技术领域

本发明涉及尼龙材料的领域，尤其是涉及一种高流动性的尼龙及其制备方法。

背景技术

密封圈是碱锰电池封口结构中至关重要的配件，不仅影响电池的安全性能，更是碱锰电池耐漏液性能的关键部位，碱锰电池密封圈一般使用聚丙烯或者聚酰胺两种材料，聚丙烯材料因软化温度以及强度较低，防漏性能较差，而碱性电池内部是化学活性物质，含有高浓度的氢氧化钾，导致安全方面存在一定缺陷，因此，聚丙烯材料逐渐被尼龙材料取代。

目前，尼龙612、尼龙610、尼龙66都是目前主要研究的密封圈材料，其中，尼龙612具有较佳的流动性、更低的吸湿性和更优异的耐碱液浸泡效果，因此尼龙612作为碱锰电池密封圈材料具有良好的应用前景。

尽管尼龙612材料具有较低的吸湿性以及优异的耐碱性，但尼龙612材料自身存在较脆的缺陷，在生产过程中破裂的风险较高，易造成电池爬碱和漏液的风险。玻璃纤维是一种价格较为低廉的塑料添加剂，其加入后有利于增强尼龙612的力学性能，降低尼龙612的脆性，但其加入后，尼龙612的流动性明显较玻璃纤维加入前变差，导致尼龙的加工难度提高，需要在更高的温度和压力下进行加工，对后续加工设备要求更高并且对模具的损伤较大，且注塑后产品容易出现欠注、变形和翘曲现象，尼龙加工产品的密封性下降。

发明内容

为了提供一种兼具较佳力学强度、加工适应性良好、密封性较佳的尼龙，本申请提供一种高流动性的尼龙及其制备方法。

本申请提供过一种高流动性的尼龙及其制备方法。

一种高流动性的尼龙，按照质量份数计，由50份尼龙612、2.5-7.5份玻璃纤维、0.3-0.75份玻纤分散剂以及0.5-1份稳定剂组成，所述玻纤分散剂的制备方法如下：将间羟基苄基氯、5-氟吲哚、碳酸钾和有机溶剂混合，升温至65-80℃，反应4-6h后，停止加热，在搅拌下冷却至室温，纯化后得到玻纤分散剂。

通过在尼龙612中加入一定比例的玻纤分散剂与玻璃纤维，玻纤分散剂具有良好的促分散性以及抗氧化性，能促使玻璃纤维在尼龙612的分散性提高，尼龙612的缺口冲击流动性增强，高流动性尼龙能适应更低的加工温度以及压力，能适应一般设备加工，对模具的损伤较小，且加工得到的产品不易出现变形甚至是翘曲现象，且尼龙612的抗氧化效果佳，不易出现氧化变黄现象，用该尼龙材料生产的碱锰电池密封圈的密封性、防漏性以及安全性。

优选的，所述玻璃纤维的粒度为200-300目。

选用200-300目的玻璃纤维粉，尼龙的耐冲击强度提升效果显著，还有利于提高玻璃纤维在尼龙中的分散性，增加尼龙产品的良品率，尼龙更易加工得到符合既定尺寸的产品。

优选的，所述间羟基苄基氯和5-氟吲哚的摩尔比为(1.2-1.5):1。

通过控制间羟基苄基氯和5-氟吲哚的摩尔比为1.2-1.5：1，有利于间羟基苄基氯与5-氟吲哚充分反应，间羟基苄基氯中的碳与5-氟吲哚中的氮偶联，得到具有较佳分散性和抗氧化性的玻纤分散剂，促使玻璃纤维在尼龙612中流动性以及抗老化性增强。

优选的，所述有机溶剂的体积与5-氟吲哚的摩尔之比为0.8-1L：1mol。

通过加入上述比例的有机溶剂，使得间羟基苄基氯和5-氟吲哚充分溶解、分散，有利于形成稳定的均相，促使两者反应结合生成更多的玻纤分散剂。

优选的，所述有机溶剂为N-甲基-2吡咯烷酮或二甲基亚砜。

间羟基苄基氯、5-氟吲哚以及碳酸钾在N-甲基-2吡咯烷酮或二甲基亚砜中均具有良好的溶解性，且在N-甲基-2吡咯烷酮或二甲基亚砜反应，玻纤分散剂的产率更高。

优选的，所述纯化处理为，蒸馏除去有机溶剂，用正己烷进行重结晶。

通过上述纯化处理，促使玻纤分散剂的纯度提高，减少杂质引入造成尼龙中的脆性下降，使得尼龙。

优选的，所述硬脂酸盐为硬脂酸锌、硬脂酸钡、硬脂酸镁和硬脂酸钡中的一种或者多种组合。

硬脂酸锌、硬脂酸钡、硬脂酸镁和硬脂酸钡均有利于促进尼龙的稳定性的提高。进一步地，所述硬脂酸盐为硬脂酸锌与硬脂酸钡按照质量比为1：0.4-0.5复配。

当硬脂酸锌与硬脂酸钡按照上述质量比复配加入后，提高尼龙的加工型以及热稳定性，有利于进一步提高尼龙的力学性能，使由上述尼龙材料加工得到的电池密封圈的防漏性以及安全性增强。

一种高流动性尼龙的制备方法，包括以下步骤：先取将尼龙612、玻璃纤维、玻纤分散剂、稳定剂混合，接着熔融挤出，冷却造粒，得到高流动性尼龙。

上述高流动性尼龙的流动性佳，容易混合以及挤出，且对挤出设备的要求较低，对后续加工的设备要求较低，对模具的损伤较小。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、本申请在尼龙中加入具有较佳分散性以及抗氧化性的玻纤分散剂，玻璃纤维在尼龙612中的分散性提高，促使尼龙612的流动性增强，且能适应更低的加工温度，且加工得到的产品不易出现变形甚至是翘曲现象，用该尼龙材料生产的电池密封圈的密封性、防漏性以及安全性。

2、选用200-300目的玻璃纤维粉，尼龙的耐冲击强度提升效果显著，还有利于提高玻璃纤维在尼龙中的分散性，增加尼龙产品的良品率，尼龙更易加工得到符合既定尺寸的产品。

3、通过控制间羟基苄基氯和5-氟吲哚的摩尔比为1.2-1.5：1，有利于间羟基苄基氯与5-氟吲哚充分反应，间羟基苄基氯中的碳与5-氟吲哚中的氮偶联，得到具有较佳分散性和抗氧化性的玻纤分散剂，促使玻璃纤维在尼龙612中流动性以及抗老化性增强。

具体实施方式

实施例1

一种高流动性的尼龙，由50kg尼龙612、2.5kg200目玻璃纤维、0.35kg玻纤分散剂以及1kg稳定剂组成，高流动性尼龙的制备方法如下：

步骤一，制备玻纤分散剂：将1.2mol间羟基苄基氯、1mol 5-氟吲哚、0.3mol碳酸钾和0.8LN-甲基-2吡咯烷酮混合，升温至65℃，反应6h后，停止加热，在搅拌下冷却至室温，蒸馏除去N-甲基-2吡咯烷酮，用正己烷重结晶，得到玻纤分散剂。

步骤二，制备高流动性尼龙：先取50kg尼龙612、7kg200目玻璃纤维、0.35kg玻纤分散剂以及1kg硬脂酸锌混合，接着225℃熔融挤出，冷却造粒，得到高流动性尼龙。

实施例2

一种高流动性的尼龙，由50kg尼龙612、10kg200目玻璃纤维、0.8kg玻纤分散剂以及0.5kg硬脂酸钡组成，高流动性尼龙的制备方法如下：

步骤一，制备玻纤分散剂：将1.5mol间羟基苄基氯、1mol 5-氟吲哚、0.5mol碳酸钾和1LN-甲基-2吡咯烷酮混合，升温至70℃，反应5h后，停止加热，在搅拌下冷却至室温，蒸馏除去N-甲基-2吡咯烷酮，用正己烷重结晶，得到玻纤分散剂。

步骤二，制备高流动性尼龙：先取50kg尼龙612、10kg200目玻璃纤维、0.8kg玻纤分散剂以及0.5kg硬脂酸钡混合，接着230℃熔融挤出，冷却造粒，得到高流动性尼龙。

实施例3

一种高流动性的尼龙，由50kg尼龙612、12kg300目玻璃纤维、1kg玻纤分散剂、0.25kg硬脂酸钡以及0.25kg硬脂酸锌组成，高流动性尼龙的制备方法如下：

步骤一，制备玻纤分散剂：将1.5mol间羟基苄基氯、1mol 5-氟吲哚、0.5mol碳酸钾和1LN-甲基-2吡咯烷酮混合，升温至80℃，反应4h后，停止加热，在搅拌下冷却至室温，蒸馏除去N-甲基-2吡咯烷酮，用正己烷重结晶，得到玻纤分散剂。

步骤二，制备高流动性尼龙：先取50kg尼龙612、12kg200目玻璃纤维、1kg玻纤分散剂、0.25kg硬脂酸钡以及0.25kg硬脂酸锌混合，接着在235℃熔融挤出，冷却造粒，得到高流动性尼龙。

对比例1

一种高流动性的尼龙，与实施例1的区别在于：对比例1中未添加玻纤分散剂，具体地，对比例1的高流动性尼龙的制备方法如下：先取50kg尼龙612、7kg200目玻璃纤维以及1kg硬脂酸锌混合，接着225℃熔融挤出，冷却造粒，得到高流动性尼龙。

实验1

力学性能测试

根据GB/T1043-2008,用冲击仪XJJUD-50S数显简悬组合冲击试验及测试各实施例以及对比例制得的高流动性的尼龙样品的缺口冲击强度。根据GB/T1040-1992标准，采用电子万能试验机，在拉伸速率为100mm/min下测试各实施例以及对比例制得的高流动性的尼龙样品的拉伸强度。根据GB/T 9314-2008标准，在测试速率为10mm/min下测试各实施例以及对比例制得的高流动性的尼龙样品的弯曲强度，测试结果见表1。

实验2

熔融指数测试

采用熔体流动速率测试仪RSL400，在测试温度为230℃，熔体载荷为0.375kg下,计算10min内从毛细管内流出的熔体质量(g)作为各实施例以及对比例制备的高流动性的尼龙样品的熔融指数，测试结果见表1。

实验3

抗氧化性

取各实施例以及对比例制备的高流动性尼龙样品放入80℃的烘箱中加热，隔3天取出样品，比较其颜色变化，测试结果见表1。

表1

从表1中的力学性能测试结果看，实施例1相对于对比例1添加了玻纤分散剂，玻纤分散剂加入后，尼龙的力学性能整体提升，尤其是缺口冲击强度变化较为明显，说明玻纤分散剂加入后，由部分玻璃纤维在尼龙中聚集引起的缺陷得到明显改善，尼龙的力学性能更佳。

从表1中的熔融指数的测试结果看，实施例1的熔融指数为1.88g/min，对比例1的熔融指数为1.51g/min，实施例1的熔融指数相对于对比例1的提升接近20％，可见，玻纤分散剂的加入对于改善尼龙熔融状态下的流动性效果极为显著。

从表1中的颜色变化结果看，实施例1-3制得的尼龙在80℃下储存3天实验中颜色无明显变化，而对比例1制得的尼龙颜色出现明显变黄，说明玻纤分散剂的加入还提高了尼龙的抗氧化性，因此实施例1-3尼龙不易出现氧化变色的现象，实施例1-3的尼龙继续在80℃下储存30天，。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种高流动性的尼龙，其特征在于：按照质量份数计，由50份尼龙612、2.5-7.5份玻璃纤维、0.3-0.75份玻纤分散剂以及0.5-1份稳定剂组成，所述玻纤分散剂的制备方法如下：将间羟基苄基氯、5-氟吲哚、碳酸钾和有机溶剂混合，升温至65-80℃，反应4-6h后，停止加热，在搅拌下冷却至室温，纯化后得到玻纤分散剂。

2.根据权利要求1所述的一种高流动性尼龙，其特征在于：所述玻璃纤维的粒度为200-300目。

3.根据权利要求1所述的一种高流动性尼龙，其特征在于：所述间羟基苄基氯和5-氟吲哚的摩尔比为（1.2-1.5）:1。

4.根据权利要求1所述的一种高流动性尼龙，其特征在于：所述有机溶剂的体积与5-氟吲哚的摩尔之比为0.8-1L：1mol。

5.根据权利要求1所述的一种高流动性尼龙，其特征在于：所述有机溶剂为N-甲基-2吡咯烷酮或二甲基亚砜。

6.根据权利要求1所述的一种高流动性尼龙，其特征在于：所述纯化处理为，蒸馏除去有机溶剂，用正己烷进行重结晶。

7.根据权利要求1所述的一种高流动性尼龙，其特征在于：所述硬脂酸盐为硬脂酸锌、硬脂酸钡、硬脂酸镁和硬脂酸钡中的一种或者多种组合。

8.一种如权利要求1-7任一所述的高流动性尼龙的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：先取将尼龙612、玻璃纤维、玻纤分散剂、稳定剂混合，接着熔融挤出，冷却造粒，得到高流动性尼龙。