TWI504674B - 聚氧二甲苯／聚醯胺６６塑料之改質方法 - Google Patents

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Description

聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料之改質方法
本發明係關於一種塑料改質方法，特別係關於一種聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料之改質方法。
聚氧二甲苯係為一種親油性的非結晶性熱塑性聚合物，具有高耐熱、優良的電絕緣性等優點，然而卻有流動性差，進而造成難以加工成型，以及衝擊韌性低與不耐有機溶劑等問題，因此聚氧二甲苯(polyphenylene oxide，簡稱PPO)於工業上很少單獨使用，常與聚醯胺或聚苯乙烯混合使用，廣泛應用於汽車、機械及電子等行業。
聚醯胺66(polyamide 66，簡稱PA66)，又俗稱尼龍66，係為一種親水性的結晶性聚合物，具有良好的流動性與耐有機溶劑等優點，用以彌補聚氧二甲苯的缺點，且由於聚醯胺66的結晶度較高，硬度及耐磨性亦相對提升。
工業應用上，常於聚氧二甲苯中，另添加聚醯胺66以獲得習知聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料，惟，該習知聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料仍具有流動性不高的問題，且因為聚醯胺66的高親水性，易發生吸水現象，會造成習知聚氧二甲苯/聚醯胺66製品尺寸產生變化，進而影響尺寸安定性。
有鑑於此，基於習知聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料具有「流動性差」及「尺寸安定性低」的問題，因此仍然有必要提供一種聚氧二甲苯/ 聚醯胺66塑料之改質方法改良聚習知氧二甲苯/聚醯胺66塑料，以解決上述問題。
本發明之主要目的係提供一種聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料之改質方法，係藉由流動助劑之添加，以獲得具有較佳流動特性之聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料者。
本發明之再一目的係提供一種聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料之改質方法，係藉由耐水性材料之添加，以獲得具有較不易吸水之聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料者。
為達到前述發明目的，本發明所運用之技術手段及藉由該技術手段所能達到之功效包含有：一種聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料之改質方法，係包含：混合聚醯胺66、聚氧二甲苯、苯乙烯乙烯/丁烯苯乙烯、檸檬酸及十二烷二酸，以獲得一第一塑料；使一第二塑料與該第一塑料混合，以獲得一混合物，該第二塑料係為聚醯胺66；及將該混合物於溫度為270~290℃條件下擠出，以獲得一改質塑料；其中，該改質塑料係包含以重量百分比計為20~60%之聚醯胺66、20~60%之聚氧二甲苯、1~15%之苯乙烯乙烯/丁烯苯乙烯、0.1~2%之檸檬酸及0.1~2%之十二烷二酸，且該第一塑料及該第二塑料之重量比值係為1.6~2.9。
本發明一種聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料之改質方法，其中，該第一塑料及該第二塑料之重量比值係為2.2~2.3。
本發明一種聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料之改質方法，其中，另於該第一塑料中添加酚醛樹脂，使該第一塑料另包含以重量百分比計為1~5%之酚醛樹脂，該第一塑料及該第二塑料之重量比值係為1.9。
本發明聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料之改質方法，係透過十二 烷二酸的添加，降低習知聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料的黏度，達到取得流動性較良好的聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料之功效。
本發明聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料之改質方法，係加入酚醛樹脂，增強習知聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料的耐水性，達到取得尺寸不易受環境溼度影響的聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料之功效。
第1圖係本發明之聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料的尺寸收縮率長條圖。
為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：本發明之一種聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料之改質方法，係包含：混合如第1表所示之成分，以獲得一第一塑料，並使一第二塑料與該第一塑料混合，以獲得一混合物，續使該混合物成型，以獲得一改質塑料，其中該第一塑料與第二塑料之重量比值係為1.6~2.9。
詳言而之，係取如第1表所示之各成分，較佳係可以於270~290℃下使各該成分呈熔融狀，並將各該成分混合，以獲得該第一塑料，其中所使用的聚醯胺66之相對黏度較佳係可以為36~40(以甲酸法測量)且胺端基濃度較佳係可以為43~46當量/106 g；聚氧二甲苯係選用在25℃氯仿中，聚氧二甲苯特性黏度(intrinsic viscosity)為0.15~0.6 dl/g，以0.38 dl/g為佳；苯乙烯乙烯/丁烯苯乙烯係為一種衝擊改性聚合物，用以改善聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料之衝擊強度；檸檬酸係為一種增容劑，用以提高各該成分間的相容性，較佳係選用無水檸檬酸；十二烷二酸係為一種流動助劑，用以提升聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料之流動性。
本發明之聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料之改質方法，較佳係可以於一押出機內部進行，該押出機內部之溫度係設定為270~290℃，且該押出機係設有一第一進料口及一第二進料口，較佳係取如第1表所示之各該成分由該第一進料口加入至該押出機，各該成分於該押出機內混合，並獲得該第一塑料，由於單螺桿押出機混合效果較差，因此該押出機較佳可以選為雙螺桿押出機(Leistritz ZSE-27 HP)，該雙螺桿押出機的直徑係為27 mm。
續將第二塑料由第二進料口置入於押出機內，該第二塑料係為聚醯胺66，熔融後與第一塑料混合，以獲得混合物，分次加入聚醯胺66係可以降低塑料之黏度，且不會影響塑料其他機械性質，該第一塑料與第二塑料的總進料量係為25 kg/hr。
上述混合物於300 rpm之螺桿轉速及270~290℃之溫度條件下，可以藉由押出機進行擠出，以獲得改質塑料，其中該第一塑料及第二塑料之重量比值為1.6~2.9，較佳係可以為2.2~2.3，且該改質塑料之組成配比係如第2表所示，相較於習知聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料，係可以維持耐衝擊性，且具有較高的流動性能，以降低塑料加工成型之難度。
本發明之一種聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料之改質方法，較佳係可以另取以重量百分比計為1~5%之酚醛樹脂，熔融酚醛樹脂後添加於第一塑料中，使得該第一塑料與該第二塑料之重量比值係可以為1.9，其中所使用之酚醛樹脂係可以選用腰果殼油改性的熱塑性酚醛樹脂，如SI Group之型號HRJ-11995產品，係用以改善習知聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料之易吸水性質。
為證實本發明聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料之改質方法，係可以維持塑料之耐衝擊性，且有效提升塑料之流動性及尺寸安定性，遂進行以下測試：
(A)衝擊強度試驗
本試驗係使如第4表所示之各組第一塑料進行改質，改質方法係為將各該組第一塑料由第一進料口投入至一雙螺桿押出機，再由第二 進料口添加以重量百分比計為31%之聚醯胺66，以獲得各組混合物，於300 rpm之押出機螺桿轉速及280~290℃之溫度下，使各該組混合物從該雙螺桿押出機加工擠出，以獲得各組改質塑料，其中，第A1~A4組之改質塑料係未包含有十二烷二酸。
續採用一射出機(Battenfeld BA800/315)，於270~300℃之操作溫度、85℃之模具溫度、800 bar之射出壓力、50 cm3 /sec之射出速度、500 bar之保壓壓力、10秒之保壓時間及20秒之冷卻時間下，將各組改質塑料模塑成各組標準ASTM測試試片；本試驗係依照ASTM D256標準進行，使各該組改質塑料製成各組衝擊強度試片，並測試各該組衝擊強度試片受外力衝擊時，所能承受的最大能量，所獲得的衝擊強度結果係如第5表所示。
請參照如第5表所示，第A5及A6組之衝擊強度雖低於第A1及A2組，但明顯高於第A3及A4組，顯示添加有十二烷二酸之組別仍可以承受一定的衝擊力量。
(B)黏度試驗
本試驗係取第A1~A6組之改質塑料，於280℃之溫度及1000 s-1 之剪切率下，透過黏度測試儀(Dynisco,D6052M-115)進行黏度測試，黏度測試結果係如第6表所示。
請參照如第6表所示，第A5及A6組之黏度分別係為155 Pa-s及99 Pa-s，明顯低於第A1~A4組，顯示包含有十二烷二酸之組別係具有較良好的流動性，其中第A6組之黏度又小於第A5組，證實藉由十二 烷二酸之添加，確實可以提高改質塑料的流動性。
本試驗另取如第7表所示之第一塑料，進行上述之改質方法，以獲得第B1及B2組之改質塑料，再使第B1及B2組之改質塑料於280℃之溫度及1000 s-1 之剪切率下，透過黏度測試儀(Dynisco,D6052M-115)進行黏度測試，其中第B2組於該第一塑料中係另包含以重量百分比計為3%之酚醛樹脂。
第B2組之黏度(148 Pa-s)係小於第B1組之黏度(167 Pa-s)，顯示添加酚醛樹脂後，改質塑料仍可以具有較高流動性。
(C)吸水率試驗
本試驗係取第B1及B2組之改質塑料依照ASTM D570標準製成第B1及B2組之吸水試片，並進行吸水率試驗，將第B1及B2組吸水試片浸入溫度為23℃之水中24小時，測定第B1及B2組吸水試片吸收水份的程度。
第B2組吸水試片之吸水率(0.8%)係小於第B1組吸水試片之吸水率(0.98%)，代表藉由酚醛樹脂之添加確實可以提升改質塑料之耐水性，進而降低吸水率。
(D)尺寸收縮試驗
本試驗係取第B1及B2組之改質塑料依照ASTM D955標準製成第B1及B2組收縮試片，並進行尺寸收縮試驗，將第B1及B2組收縮 試片置於溫度為23℃之水中24小時，24小時後進行尺寸收縮率的測量，測得試片縱向(machine direction，簡稱MD)及橫向(transverse direction，簡稱TD)的收縮率，結果如第1圖所示。
請參照第1圖所示，第B2組之收縮試片吸水24小時後，於縱向及橫向之收縮率皆小於第B1組，表示透過酚醛樹脂之添加，係可以提升改質塑料的尺寸安定性，較不易因吸水而使得尺寸改變。
綜合上述，本發明聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料之改質方法，係透過十二烷二酸的添加，降低習知聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料的黏度，達到取得流動性較良好的聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料之功效。
再者，本發明聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料之改質方法，係加入酚醛樹脂，增強習知聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料的耐水性，達到取得尺寸不易受環境溼度影響的聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料之功效。
雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (3)

  1. 一種聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料之改質方法，係包含：混合聚醯胺66、聚氧二甲苯、苯乙烯乙烯/丁烯苯乙烯、檸檬酸及十二烷二酸，以獲得一第一塑料；使一第二塑料與該第一塑料混合，以獲得一混合物，該第二塑料係為聚醯胺66；及將該混合物於溫度為270~290℃條件下擠出，以獲得一改質塑料；其中，該改質塑料係包含以重量百分比計為20~60%之聚醯胺66、20~60%之聚氧二甲苯、1~15%之苯乙烯乙烯/丁烯苯乙烯、0.1~2%之檸檬酸及0.1~2%之十二烷二酸，且該第一塑料及該第二塑料之重量比值係為1.6~2.9。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料之改質方法，其中，該第一塑料及該第二塑料之重量比值係為2.2~2.3。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之聚氧二甲苯/聚醯胺66塑料之改質方法，其中，另於該第一塑料中添加酚醛樹脂，使該第一塑料另包含以重量百分比計為1~5%之酚醛樹脂，且該第一塑料及該第二塑料之重量比值係為1.9。
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