CN1837286A - 高强度、耐磨耗聚酰胺1012的制备方法 - Google Patents
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Abstract
采用双螺杆挤出机制备高强度、耐磨耗聚酰胺1012。双螺杆挤出机控制参数为压缩比4∶1，长径比35∶1，加料段温度200～220℃，压缩段温度240～270℃，均化熔融段温度200～210℃，螺杆转速600转/分钟，以聚酰胺1012为基础加入玻璃纤维20－40重量份，EBS偶联剂0.5～2重量份，玻璃纤维直径为10～15微米，物料加入加料段后，经压缩段至均化段均化熔融，定量、定压从模口挤出、冷却、切粒成3～5毫米线粒，产品试件物理机械性能为拉伸强度115～125MPa，热变形温度(1.82MPa负荷)为174～180℃，弯曲弹性模量5.0～6GPa，泰伯(Taber)磨耗量为0.55～0.5mg，线胀系数3.23～4.23×10－5K－1，吸水性(23℃，24h)7.9mg～8.9mg。
Description
(一)技术领域
本发明涉及高强度、耐磨耗聚酰胺1012的制备方法，更确切地说涉及长玻璃纤维增强聚酰胺1012的制备方法。
(二)背景技术
众所周知聚酰胺树脂有许多优点，例如：优良的耐热性、成型制品表面外观和尺寸稳定性等，可进行注塑成型、挤出成型和吹塑成型加工零件。广泛用于汽车领域，如作进气集合管，和各种机械零件等。长碳链尼龙具有相对密度小、吸水性低、尺寸稳定、耐低温性能优良，加工温度范围宽等特点。产品具有较高的冲击强度、耐磨、耐油、优良的电性能和耐化学品性。聚酰胺1012是长碳链尼龙的一种，它具有长碳链聚合物特性，性能柔韧，耐冲击性优良。但有必要提高它的使用温度，拉伸强度和模量，改善耐磨耗性能，拓展它的用途。借鉴其它尼龙的做法，可用玻璃纤维、钛酸钾单晶纤维、碳纤维和填充云母和其它无机填充料，来改善它的刚性和耐磨耗性。在现有技术JP10-338808 A2，22 Dec.1998中，曾提及(a)成份高的尼龙树脂可选择尼龙1012，和(b)尼龙6或尼龙66混合组成(A)成份，再与(B)直径为5～15微米的玻璃纤维和(C)成份碘化亚铜组成树脂组成物。然而，该专利的上述内容没有实施例的支持。也没有相应的实验数据表征。
(三)发明内容
本发明的目的是提高聚酰胺1012的拉伸强度、模量和耐磨耗性能以及提高聚酰胺1012的使用温度。采用长玻璃纤维增强聚酰胺1012的办法来达到前述的目的。
本发明以100重量份聚酰胺1012相对粘度为2.0～2.5的聚酰胺1012为基础，加入20～40重量份玻璃纤维和0.5～2重量份偶联剂组成聚酰胺1012的组成物，经双螺杆挤出机熔融混合，挤出、冷却、成粒，获得高强度、耐磨耗聚酰胺1012塑料。
本发明所采用的偶联剂是亚乙基双硬脂酸酰胺(EBS)，该试剂对玻璃纤维和聚酰胺1012不仅起偶联、交联的作用，而且能使聚酰胺1012塑料制件表面光滑，模型时易脱模。
高强度、耐磨耗聚酰胺1012塑料制造过程是：聚酰胺1012和偶联剂按权利要求1所述的配比，从加料器加到双螺杆挤出机的加料段，此段的温度控制在200～220℃，经压缩段至物料均化熔融段，这里压缩段的温度为240～270℃，压缩比为4∶1，均化熔融段的温度为200～210℃，玻璃纤维以长丝的形式，纤维直径10～15微米，按20～40重量份，从均化熔融混合段顶侧进入挤出机，在此段与聚酰胺1012和偶联剂均匀混熔，呈线状从挤出机机头挤出、冷却、切粒成3～5毫米线粒产品，包装存库。
本发明所采用的双螺杆挤出机长径比为35∶1，螺杆转速为600转/分钟。
本发明制得的高强度、耐磨耗聚酰胺1012模制件的性能为拉伸强度≥100MPa，热变形温度(1.82 MPa负荷)为175℃，弯曲弹性模量5.5GPa，泰伯(Taber)磨耗量为0.53mg，线胀系数3.23×10-5K-1，吸水性(23℃，24h)8.9mg，与其对应的纯聚酰胺1012数据分别为50MPa，57℃，1.3GPa，9.3mg，1.15×10-4K-1，和15.2mg。由此可见本发明取得明显的技术效果。
为了更好地实施本发明特举例说明之，但不是对本发明的限制。
(四)具体实施方式
实施例1
100重量份聚酰胺1012和1.3重量份亚乙基双硬脂酸酰胺(EBS)的混合物从加料漏斗加入双螺杆挤出机的加料段中，螺杆各段的温度控制为加料段210℃，压缩段255℃，均化段205℃，螺杆压缩比为4∶1，长径比为35∶1，螺杆转速为600转/分钟。物料从加料段经压缩段传输至均化熔融段，此时30重量份长玻璃纤维丝从均化熔融段顶侧进入均化熔融段中，玻璃丝直径为13微米，所有物料在此段均匀塑化，并使其定量、定压地从模口挤出、冷却、切粒成3～5毫米线粒，包装存库。产品试件的物理机械性能为拉伸强度120MPa，热变形温度(1.82 MPa负荷)为175℃，弯曲弹性模量5.5GPa，泰伯(Taber)磨耗量为0.53mg，线胀系数3.23×10-5K-1，吸水性(23℃，24h)8.9mg。
实施例2
除聚酰胺1012的相对粘度为2.0，EBS加入量为0.5重量份，玻纤加入量为20重量份，玻纤直径10微米，螺杆加料段温度为200℃，压缩段温度为240℃，均化段为200℃外，其它操作步骤和控制参数与实施例1完全一样，结果产品试件性能为拉伸强度115MPa，热变形温度(1.82 MPa负荷)为174℃，弯曲弹性模量5.0GPa，泰伯(Taber)磨耗量为0.55mg，线胀系数4.23×10-5K-1，吸水性(23℃，24h)8.0mg，
实施例3
除聚酰胺1012的相对粘度为2.5，EBS加入量为2重量份，玻纤加入量为40重量份，玻纤直径15微米，螺杆加料段温度220℃，压缩段温度270℃，均化段为210℃外，其它操作步骤和控制参数与实施例1完全一样，结果产品试件性能为拉伸强度125MPa，热变形温度(1.82 MPa负荷)为180℃，弯曲弹性模量6GPa，泰伯(Taber)磨耗量为0.5mg，线胀系数4.0×10-5K-1，吸水性(23℃，24h)7.9mg。
Claims (4)
1、高强度、耐磨耗聚酰胺1012的制备方法，其特征在于：以100重量份相对粘度为2.0～2.5的聚酰胺1012为基础，加入20～40重量份玻璃纤维和0.5～2重量份的偶联剂组成聚酰胺1012的组成物，经双螺杆挤出机熔融混合，挤出、冷却、成粒，得到高强度、耐磨耗聚酰胺1012塑料。
2、根据权利要求1所述的高强度、耐磨耗聚酰胺1012的制备方法，其特征在于所述的偶联剂是亚乙基双硬脂酸酰胺。
3、根据权利要求1所述的高强度、耐磨耗聚酰胺1012的制备方法，其特征在于：制备过程为聚酰胺1012和偶联剂根据权利要求1所述的配比，从加料器加到双螺杆挤出机的加料段，加料段的温度控制在200～220℃，经压缩段至物料均化熔融混合段，这里压缩段的温度为240～270℃，压缩比为4∶1，均化熔融混合段的温度为200～210℃，玻璃纤维以长丝的形式，纤维直径10～15微米，按20～40重量份比例，从均化熔融混合段顶侧进入挤出机，在此段与聚酰胺1012和偶联剂均匀混熔，呈线状从挤出机机头挤出、冷却、切粒成3～5毫米线粒产品。
4、根据权利要求1所述的高强度、耐磨耗聚酰胺1012的制备方法，其特征在于所述的双螺杆挤出机长径比为35∶1，螺杆转速为600转/分钟。
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