CN115746550A - 一种尼龙扎带专用pa6复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种尼龙扎带专用PA6复合材料及其制备方法，由以下按照重量份数计的材料组成：87‑97份的PA6，2‑5份的EPDM，0.5‑2.5份的纳米有机蒙脱土，0.1‑0.5份的抗氧剂，0.1‑0.5份的成核剂，0.5‑2.0份的脱模剂，将各个材料混合搅拌均匀，置于挤出机中挤出成型，得到成品PA6复合材料。本发明的复合材料具有易充模、耐低温、低吸水的特性，可以成型出性能优异的尼龙扎带。

Description

一种尼龙扎带专用PA6复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种复合材料，具体地说是一种易充模、耐低温、低吸水的尼龙扎带专用PA6复合材料及其制备方法。

背景技术

尼龙扎带广泛应用于生产生活的各个方面，它具有绑扎快速、绝缘性好、自锁禁锢、使用方便等特点。由于尼龙扎带具有薄壁，产品注塑流程比较长的特殊性，其材料选择、模具设计、注塑工艺调整都相当讲究。现有的尼龙扎带通常采用PA66(Nylon 66或尼龙66)材料注塑而成，且具有良好的耐酸、耐腐蚀性，绝缘性佳，不易老化、承受力强，以及普通PA66的操作温度为-20℃到+80℃，可满足各种应用场景，受到广泛的关注。但是，作为尼龙66原料之一的己二胺，其生产主要集中在北美和欧洲，国产化进度一直较慢，己二胺的供应也成为中国尼龙行业发展的瓶颈。

PA6(Nylon 6或尼龙6)的物理化学特性和PA66很相似，但PA6的熔点更低，而且工艺温度范围很宽，抗冲击性和抗溶解性比PA66还要好，且国内己内酰胺(PA6的聚合单体)的生产和供给完全自主，不受国外技术的钳制，用于生产扎带性价比更高。

但是，目前将PA6应用于扎带中时，存在着以下几个问题：1.PA6熔体的非牛顿性弱于PA66，故实际成型加工过程中熔体粘度受剪切影响小，对于成型扎带这种薄壁、注塑流程长的产品而言，加工难度增大，模腔不易充满且成型周期延长，影响生产效率；2.吸水率高，PA66平衡吸水率为2％，PA6平衡吸水率为3.5％，更高的吸水率导致PA6材质扎带的力学性能保持率随吸湿的进行变得更低，且在低温状态下表现出更加明显的脆性。

发明内容

本发明的目的正是为克服上述现有技术的不足，提供一种尼龙扎带专用PA6复合材料及其制备方法。

一种尼龙扎带专用PA6复合材料，由以下按照重量份数计的材料组成：

87-97份的PA6，2-5份的EPDM，0.5-2.5份的纳米有机蒙脱土，0.1-0.5份的抗氧剂，0.1-0.5份的成核剂，0.5-2.0份的脱模剂。

所述PA6的粘度为2.0-2.8。

所述EPDM的门尼粘度为30-70。

所述纳米有机蒙脱土的粒径10-80μm。

所述抗氧剂为抗氧剂1098、抗氧剂168、抗氧剂626、抗氧剂H10、有机铜盐抗氧剂和无机铜盐抗氧剂中的一种或几种的组合。

所述成核剂为成核剂Nav 101、Cav 102和成核剂P22中的一种或几种的组合。

所述脱模剂为硅酮类脱模剂、EBS、PETS和硬脂酸盐中的一种或几种的组合。

一种尼龙扎带专用PA6复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将87-97份的PA6，2-5份的EPDM，0.5-2.5份的纳米有机蒙脱土，0.1-0.5份的抗氧剂，0.1-0.5份的成核剂，0.5-2.0份的脱模剂混合在一起，然后搅拌均匀；

将混合后的材料置于挤出机中，挤出成型，得到PA6复合材料。

本发明采用EPDM(三元乙丙橡胶)的原因是这种聚烯烃弹性体具有以下特点：1、耐低温特性好，-40℃条件下不易脆断；不采用EPDM接枝马来酸酐的原因是：EPDM-g-MAH与PA6虽然没有相容性的问题，但会导致分子链扩链和交联，进而导致材料的流动性大幅下降，不易充模，EPDM的添加量低于2％则增韧效果不明显，高于5％则出现明显的不相容和相分离问题；通过采用EPDM，复合材料的熔融流动性几乎不受影响，则可以实现易充模的目的；2、纳米有机蒙脱土与PA6的熔融共混，PA6大分子链插入蒙脱土片层之间形成纳米复合插层材料，可以限制PA6大分子及其链段与其它物质分子的接触，加之非极性的EPDM的添加，共同作用下大幅降低PA6的吸水率，进而大幅降低吸湿状态下复合材料强度和刚性下降的幅度，实现低吸水率及耐低温的特性。

附图说明

图1为本发明制备的样条示意图；

图2为EPDM添加量大于本发明设定范围的样条示意图；

图3为本发明挤出料条的示意图；

图4为纳米有机蒙脱土添加量小于本发明设定范围的挤出料条示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

一种尼龙扎带专用的PA6复合材料，由以下按照重量份数计的材料组成：87-97份的PA6，2-5份的EPDM，0.5-2.5份的纳米有机蒙脱土，0.1-0.5份的抗氧剂，0.1-0.5份的成核剂，0.5-2.0份的脱模剂。

其中，PA6可采用福建恒申HE2800、浙江聚合顺J2400或新会美达M2800型号产品。EPDM可采用日本三井化学4045M、2060M；美国陶氏杜邦4770P或3745P型号产品；纳米有机蒙脱土可采用美国NANOCOR I.30P、I.30T或I.31PS型号产品，或者浙江丰虹DK1、DK2或DK5F型号产品；抗氧剂可采用德国布吕格曼的抗氧剂1098、抗氧剂168、抗氧剂626、抗氧剂H10型号，以及有机铜盐抗氧剂和无机铜盐抗氧剂中的一种或几种的组合。成核剂可采用德国科莱恩的成核剂Nav 101、Cav 102和德国布吕格曼的成核剂P22中的一种或几种的组合。膜膜剂可采用硅酮类脱模剂、EBS、PETS、硬脂酸盐中的一种或几种的组合。

对于材料选择以上的型号，可以产生更好的效果作用。

实施例1

一种尼龙扎带专用的PA6复合材料，由以下按照重量份数计的材料组成：93.5份的PA6，5份的EPDM，0.5份的纳米有机蒙脱土，0.2份的抗氧剂，0.2份的成核剂，0.6份的脱模剂。

实施例2

一种尼龙扎带专用的PA6复合材料，由以下按照重量份数计的材料组成：94份的PA6，3.5份的EPDM，1.5份的纳米有机蒙脱土，0.2份的抗氧剂，0.2份的成核剂，0.6份的脱模剂。

实施例3

一种尼龙扎带专用的PA6复合材料，由以下按照重量份数计的材料组成：96.5份的PA6，2份的EPDM，2.5份的纳米有机蒙脱土，0.2份的抗氧剂，0.2份的成核剂，0.6份的脱模剂。

对比例1

一种尼龙扎带专用的PA6复合材料，由以下按照重量份数计的材料组成：96.5份的PA6，1份的EPDM，1.5份的纳米有机蒙脱土，0.2份的抗氧剂，0.2份的成核剂，0.6份的脱模剂，采用的EPDM的用量低于本发明限定的范围2-5份。

对比例2

一种尼龙扎带专用的PA6复合材料，由以下按照重量份数计的材料组成：91.5份的PA6，6份的EPDM，1.5份的纳米有机蒙脱土，0.2份的抗氧剂，0.2份的成核剂，0.6份的脱模剂。采用的EPDM的用量高于本发明限定的范围2-5份。

对比例3

一种尼龙扎带专用的PA6复合材料，由以下按照重量份数计的材料组成：95.5份的PA6，3.5份的EPDM，0份的纳米有机蒙脱土，0.2份的抗氧剂，0.2份的成核剂，0.6份的脱模剂，即不添加纳米有机蒙脱土。

对比例4

一种尼龙扎带专用的PA6复合材料，由以下按照重量份数计的材料组成：92.5份的PA6，3.5份的EPDM，3份的纳米有机蒙脱土，0.2份的抗氧剂，0.2份的成核剂，0.6份的脱模剂。采用的纳米有机蒙脱土的用量高于本发明限定的范围0.5-2.5份。

为了更好的查看，将实施例和对比例的组分用量比例以下表一的形式显示：

对实施例和对比例的制品进行测试，性能如下表二：

由上述可看出，对比例1中因添加的EPDM量很少，导致吸水率较高。对比例2添加较高量的EPDM，虽然性能上与本发明各实施例相差并不大，但是产品在制备过程中，相容性容易产生问题，出现明显的分层现象。对比例3没有添加纳米有机蒙脱土，在上述表二的各项性能中与本发明各实施例差异性不大，但是由于EPDM跟PA6的相容性差，导致挤出时料条容易出现明显的胀大现象，挤出过程中容易出现难于牵引甚至断条等问题，加工损耗升高。对比例4因添加的纳米有机蒙脱土的量较大，导致整体较脆，其冲击强度明显低于本发明各实施例的产品。

参考图1和2，EPDM添加量少(＜2％)材料的耐低温效果差；添加量多(＞5％)则复合材料的相容性容易产生问题，出现明显的分层现象。这主要是由于添加的EPDM未接枝极性基团如顺丁烯二酸酐，与PA6的相容性差，而添加接枝的EPDM则复合材料的流动性大幅下降，在扎带应用领域无法成型出完整的产品。

参考图3和4，纳米有机蒙脱土的添加量少(＜0.5％)，导致复合材料在挤出时料条容易出现明显的胀大现象，这是由于EPDM跟PA6的相容性差引起的，挤出过程中容易出现难于牵引甚至断条等问题，加工损耗升高；添加量多(＞2.5％)则复合材料韧性下降明显，对于扎带的后续实际使用带来容易折断的风险。

由此可看出，本申请首先选择EPDM并且限定在特定的用量范围内，可以起到明显的增韧效果，同时确保与PA6的相容性，不易出现相分离问题。采用纳米有机蒙脱土与PA6的熔融共混，PA6大分子链插入纳米有机蒙脱土片层之间形成纳米复合插层材料，可以限制PA6大分子及其链段与其它物质分子的接触，加之非极性的EPDM的添加，共同作用下大幅降低PA6的吸水率，进而大幅降低吸湿状态下复合材料强度和刚性下降的幅度。

需要说明的是，以上所述并非是对本发明的限定，在不脱离本发明的创造构思的前提下，任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种尼龙扎带专用PA6复合材料，其特征在于，由以下按照重量份数计的材料组成：

87-97份的PA6，2-5份的EPDM，0.5-2.5份的纳米有机蒙脱土，0.1-0.5份的抗氧剂，0.1-0.5份的成核剂，0.5-2.0份的脱模剂。

2.根据权利要求1所述的尼龙扎带专用的PA6复合材料，其特征在于，所述PA6的粘度为2.0-2.8。

3.根据权利要求1所述的尼龙扎带专用PA6复合材料，其特征在于，所述EPDM的门尼粘度为30-70。

4.根据权利要求1所述的尼龙扎带专用PA6复合材料，其特征在于，所述纳米有机蒙脱土的粒径10-80μm。

5.根据权利要求1所述的尼龙扎带专用PA6复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1098、抗氧剂168、抗氧剂626、抗氧剂H10、有机铜盐抗氧剂和无机铜盐抗氧剂中的一种或几种的组合。

6.根据权利要求1所述的尼龙扎带专用PA6复合材料，其特征在于，所述成核剂为成核剂Nav 101、Cav 102和成核剂P22中的一种或几种的组合。

7.根据权利要求1所述的尼龙扎带专用PA6复合材料，其特征在于，所述脱模剂为硅酮类脱模剂、EBS、PETS和硬脂酸盐中的一种或几种的组合。

8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的尼龙扎带专用PA6复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将87-97份的PA6，2-5份的EPDM，0.5-2.5份的纳米有机蒙脱土，0.1-0.5份的抗氧剂，0.1-0.5份的成核剂，0.5-2.0份的脱模剂混合在一起，然后搅拌均匀；

将混合后的材料置于挤出机中，挤出成型，得到PA6复合材料。

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