CN1169880C

CN1169880C - 高阻隔性尼龙复合材料的制备方法

Info

Publication number: CN1169880C
Application number: CNB021370532A
Authority: CN
Inventors: 戚嵘嵘; 周持兴
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2002-09-19
Filing date: 2002-09-19
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2022-09-19
Also published as: CN1401702A

Abstract

一种高阻隔性尼龙复合材料的制备方法，在普通的双螺杆挤出机中，加入在高速搅拌机上混合均匀的尼龙6、高阻隔性金属鳞片、加工改性剂以及相容剂的混合物，在一定温度和转速下进行反应性共混，挤出造粒，得到高阻隔性可吹塑的尼龙复合材料。本发明方法简单，制得的尼龙复合材料在保持原有尼龙6性能的同时，其阻隔性和可吹塑加工性明显提高，该材料可制备汽车燃油、农药、化学药品等阻隔性要求高的包装容器，有着广阔的应用前景。

Description

高阻隔性尼龙复合材料的制备方法

技术领域：

本发明涉及一种高阻隔性尼龙复合材料的制备方法，用双螺杆挤出机将聚己内酰胺俗称尼龙6与少量高阻隔性金属鳞片、加工改性剂及相容剂进行反应共混，而得到尼龙为连续相基体的高阻隔性复合材料的新方法。本发明属于聚合物加工技术领域。

背景技术：

众所周知，塑料容器由于易加工、轻便、耐腐蚀、价格低廉、综合性能优异等优点而被广泛使用，大多数的塑料瓶是由聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯或聚酯(PET)等原料吹塑而成，其阻隔性较差，不适于农药、化学药品及燃油等要求阻隔性高的物质的包装。为了提高聚乙烯容器的阻隔性，国内外均有研究，如何祚云等(中国塑料，1996，10：17)、Gonzàlez-Nuňez等(Polymer，2001，42：5485)、徐僖等(高分子材料科学与工程，1998，14：97)。常用的方法中，对内壁进行表面处理，如环氧喷涂、磺化(SO₂气体)处理法、氟气(F2)处理法等，其阻隔效果较差，而且均要造成公害，引起环境污染，不宜采用。聚乙烯与阻隔树脂共混改性使阻隔树脂在基体树脂中形成层状的方法，起阻隔作用的阻隔树脂(尼龙或乙烯-乙烯醇共聚物即EVOH)分散相呈层状分布于连续相基体树脂中，阻隔层与基体组成多层结构，使得容器中溶剂分子穿透途径变得迂回曲折，增加了途程的长度，因而增加了容器的阻隔性能，但制备工艺复杂，层状结构难于控制，成本高。多层共挤技术，即HDPE层、粘结层、阻隔层(PA或EVOH)、粘结层、HDPE层5层共挤出成型，其成品质量优良，特别是抗燃油渗透性能优异，但对设备要求高，工艺控制困难，要求专用的多层中空吹塑成型机，废料难于回收再利用。

发明内容：

本发明的目的在于针对目前阻隔性塑料容器现有技术的缺陷，提出一种高阻隔性尼龙复合材料的制备方法，制备具有高阻隔性、易加工、低成本、综合性能优良的塑料容器，更具有实用意义和工业价值。

为实现这样的目的，在本发明的技术方案中，在发明专利申请“可吹塑尼龙复合材料的制备方法”(申请号：02136095)的基础上，提出一种用双螺杆挤出机将尼龙与少量高阻隔性金属鳞片、加工改性剂以及相容剂进行反应性共混的方法，采用普通的双螺杆挤出机，在重量百分比为60-99.7％的尼龙6中，加入0.1-20％的加工改性剂，0.1-15％的高阻隔性金属鳞片，0.1-5％的相容剂，先在高速搅拌机上混合均匀，高速搅拌机的转速为300-7500转/分钟，然后在普通的双螺杆挤出机中制成粒料，螺杆温度为180-320℃，转速为50-600转/分钟，物料在螺杆中的停留时间为1-15分钟，挤出的物料经过水冷式冷却槽冷却后，经切粒机切粒，得到粒料，在烘箱中80-200℃干燥10-30小时。

本发明所述的尼龙6为聚己内酰胺。

本发明所述的高阻隔性金属鳞片是一类鳞片状金属，片层厚度为0.1-500微米，为锡、铝、铜、锌、不锈钢、铁、镁的金属鳞片。

本发明所述的加工改性剂，是一类可以与尼龙6的端基进行反应从而使尼龙的分子量增大融体强度增高，可以使尼龙6进行吹塑，为二异氰酸酯(TDI)、对羟基苯甲酸酯、4，4’-异丙叉双(苯酚水杨酸酯)、邻羟基苯甲酸苯酯、为苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、马来酸酐接枝聚乙烯共聚物(PE-g-MAH)、马来酸酐接枝聚丙烯共聚物(PP-g-MAH)、聚乙烯丙烯酸接枝物(PE-g-AA)、丙烯酸聚丙烯接枝物(PP-g-AA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯-聚乙烯接枝共聚物(GMA-g-PE)、甲基丙烯酸缩水甘油酯-聚丙烯接枝共聚物(GMA-g-PP)、马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MAH-g-SBS)、马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(MAH-g-ABS)。

本发明所述的相容剂是一类可以提高金属鳞片与尼龙6基体相容的物质，为环氧树酯、硅烷偶联剂、钛偶联剂、硅酯、硅油。

本发明方法简单，采用双螺杆挤出机，将尼龙、高阻隔性金属鳞片、加工改性剂及相容剂进行反应共混，而得到自身具有阻隔性的尼龙为连续相基体的高阻隔性复合材料的新方法，使材料的力学性能、热性能等综合性能保持了尼龙原有的性能，同时材料的阻隔性得到明显提高，由于采用的是一种复合材料来制备高阻隔性容器，因而制备工艺简单，废料易于回收，降低了成本。

本发明克服了以往制备阻隔性材料技术和性能上的弱点，制备出了能吹塑成型、易于加工并具有高阻隔性的尼龙复合材料，该材料可制备汽车燃油、农药、化学药品等阻隔性要求高的包装容器，有着广阔的应用及工业化前景。

具体实施方式：

下面实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。

实施例1：

将重量百分比为80％的尼龙6、12％MAH-g-PE、5％铜金属鳞片、3％硅烷偶联剂，在高速搅拌机下充分混合均匀，高速搅拌机转速为1500转/分钟，将混合后的物料放入双螺杆挤出机中加工，螺杆转速为260转/分钟，螺杆加料区、塑化区、口膜温度分别为205℃，215℃，222℃，230℃，235℃，235℃，230℃和225℃，物料在挤出机的停留时间约为2分钟，挤出的物料在冷却槽中冷却，经切粒机切粒，得到粒料，在真空烘箱中130℃干燥24小时。该材料可以吹塑成型(如500毫升的容器)，而且其机械强度、耐热性等都没有发生变化，阻隔性高于原尼龙6一倍。

实施例2：

将重量百分比为85％的尼龙6、0.3％TDI、7％苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)、6％锌金属鳞片、1.7％环氧树脂，在高速搅拌机下充分混合均匀，高速搅拌机转速为1250转/分钟，将混合后的物料放入双螺杆挤出机中加工，螺杆转速为200转/分钟，螺杆加料区、塑化区、口膜温度分别为220℃，225℃，230℃，235℃，235℃，230℃，225℃和220℃，物料在挤出机的停留时间约为2.5分钟，挤出的物料在冷却槽中冷却，经切粒机切粒，得到粒料，在真空烘箱中150℃干燥30小时。该材料可以吹塑成型，而且其拉伸强度、冲击强度、耐热性等与原尼龙6相同，阻隔性提高了两倍。

Claims

1、一种高阻隔性尼龙复合材料的制备方法，其特征在于在重量百分比为60-99.7％的尼龙6中，加入0.1-20％的加工改性剂，0.1-15％的高阻隔性金属鳞片，0.1-5％的相容剂，在转速为300-7500转/分钟的高速搅拌机上混合均匀后在双螺杆挤出机中制成粒料，螺杆温度为180-320℃，转速为50-600转/分钟，物料在螺杆中的停留时间为1-15分钟，挤出的物料经冷却、切粒，然后在烘箱中80-200℃干燥10-30小时。

2、如权利要求1所说的高阻隔性尼龙材料的制备方法，其特征在于高阻隔性金属鳞片为片层厚度为0.1-500微米的鳞片状金属，为锡、铝、铜、锌、不锈钢、铁、镁的金属鳞片。

3、如权利要求1所说的高阻隔性尼龙复合材料的制备方法，其特征在于加工改性剂为二异氰酸酯、对羟基苯甲酸酯、4，4’-异丙叉双、邻羟基苯甲酸苯酯、为苯乙烯-马来酸酐共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯共聚物、聚乙烯丙烯酸接枝物、丙烯酸聚丙烯接枝物、甲基丙烯酸缩水甘油酯-聚乙烯接枝共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯-聚丙烯接枝共聚物、马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。

4、如权利要求1所说的高阻隔性尼龙复合材料的制备方法，其特征在于所用的相容剂为环氧树酯、硅烷偶联剂、钛偶联剂、硅酯、硅油。