專利名稱：：高性能抗水解增強(qiáng)尼龍6及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種髙性能抗水解增強(qiáng)尼龍6及其制備方法。
背景技術(shù)：
：尼龍6是一種用途極廣的工程塑料，由己內(nèi)酰胺聚合制得，其熔點(diǎn)為215225°C,其熔點(diǎn)、剛性、耐磨性均低于PA66,而吸濕性和韌性均優(yōu)于PA66,是性價(jià)比最好的材料。PA6分子鏈中的酰胺基團(tuán)具有極性，能形成氫鍵，因此機(jī)械性能優(yōu)異,如拉伸強(qiáng)度高、韌性好，能耐反復(fù)沖擊震動(dòng)，是堅(jiān)韌的工程塑料；PA6屬于結(jié)晶性材料、熔點(diǎn)明顯；表面硬度大、耐磨耗、摩擦系數(shù)小、有自潤(rùn)滑性和消音性。使用溫度范圍在-40'C15(TC;電絕緣性能好，耐電弧，但易受溫度的影響；易于著色且無(wú)毒；耐油、烴類、酯類等有機(jī)溶劑，耐弱堿，但不耐酸和氧化劑，不耐水、醇類等極性溶劑；易于加工成型。不足之處是吸水率較高，尺寸穩(wěn)定性較差。一般可通過(guò)增強(qiáng)、增韌、填充等改性方法克服其不足之處，并可使其它性能得到較大的提高。增強(qiáng)尼龍6目前市場(chǎng)上種類很多，不同廠家生產(chǎn)的增強(qiáng)尼龍6物性存在很大差異。一般來(lái)說(shuō)，國(guó)外的生產(chǎn)廠家如DUPONT、ASAHI、DSM、BASF等有很多不同的品級(jí)，如高剛性、髙韌性、耐熱老化等，但未能滿足一些特殊領(lǐng)域發(fā)展的高性能抗水解材料的需求，必須研究開(kāi)發(fā)新型高性能抗水解增強(qiáng)尼龍6。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是公開(kāi)一種高性能抗水解增強(qiáng)尼龍6及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，滿足一些特殊領(lǐng)域發(fā)展的需求。為此，發(fā)明人提出了如下的技術(shù)方案所說(shuō)的高性能抗水解增強(qiáng)尼龍6,其組分和重量份數(shù)包括-尼龍6樹(shù)脂40~88份非吸水性復(fù)合彈性體活化增韌劑5~50份玻璃纖維10~50份所說(shuō)的非吸水性復(fù)合彈性體增韌劑為具有不同化學(xué)結(jié)構(gòu)和組分的聚烯烴復(fù)合，經(jīng)過(guò)活化反應(yīng)制得的復(fù)合物，該復(fù)合物即具有優(yōu)異的極性又具有優(yōu)良的韌性和剛性，從而起到了尼龍6和玻纖間非常好的增容效果，同時(shí)由于該復(fù)合彈性體活化增韌劑為非吸水性復(fù)合物，它的加入可以有效降低體系的吸水率，且大大減弱了水對(duì)尼龍6和玻纖界面的破壞性，從而使材料浸水和蒸煮后剛性的保持起到了積極的作用；具有不同化學(xué)結(jié)構(gòu)和分子量的聚烯烴是釆用包括如下重量份數(shù)的原料制備的乙烯-辛烯共聚物POE1090份乙烯丙烯二烯三元系共聚物EPDM20~90份聚丙烯PP10~30份聚乙烯PE5~40份催化劑0.1-5份活化劑0.5-10份所說(shuō)的催化劑選自雙(過(guò)氧化叔丁基)二異丙苯、過(guò)氧化二異丙苯、2,5-二甲基-2,5-雙(叔丁基過(guò)氧化)己烷、過(guò)氧化二叔丁基、2,5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過(guò)氧化)己炔苯、過(guò)氧化叔丁基三甲基硅烷、對(duì)-甲基異丙基環(huán)己基氫過(guò)氧化苯或二-叔丁基-二過(guò)氧苯甲酸酯等一種或幾種復(fù)合物；活化劑選自乙烯/丙烯酸甲酯/馬來(lái)酸-乙酯、乙烯/乙酸乙烯酯/馬來(lái)酸酐、丙烯酸乙酯/富馬算-乙酯、丙烯酸乙酯/馬來(lái)酸酐、縮水甘油酯、甘氨酸丙烯酸酯、馬來(lái)酰亞胺類(如N、N，-間苯雙馬來(lái)酰亞胺)等單獨(dú)使用或復(fù)合使用；所說(shuō)的玻璃纖維可采用常規(guī)的玻璃纖維，優(yōu)選采用復(fù)合極性集束劑處理的玻璃纖維，所說(shuō)的復(fù)合極性集束劑處理的玻璃纖維為一種市售產(chǎn)品，如重慶復(fù)合材料有限公司制備的牌號(hào)為SRW-1000TEX的玻璃纖維，本發(fā)明最優(yōu)選采用經(jīng)過(guò)復(fù)合偶聯(lián)劑處理的玻璃纖維或經(jīng)過(guò)復(fù)合偶聯(lián)劑處理與復(fù)合極性集束劑處理的玻璃纖維，能夠?qū)Σ牧掀鸬椒浅：玫脑鰪?qiáng)作用，使材料具有高強(qiáng)度和高模量，由于復(fù)合偶聯(lián)劑和復(fù)合極性集束劑的作用，使玻璃纖維與尼龍6樹(shù)脂和非吸水性復(fù)合彈性體增韌劑間形成了牢固的結(jié)合界面，抑制了水分子進(jìn)入界面層，對(duì)界面起到了良好的保護(hù)作用，從而使材料浸水和蒸煮后可以保持良好的剛性。采用復(fù)合偶聯(lián)劑處理復(fù)合極性集束劑處理的玻璃纖維的方法，在許多文獻(xiàn)上均有報(bào)道；所說(shuō)的復(fù)合偶聯(lián)劑重量份數(shù)為以水為100份為基準(zhǔn)，磷酸酯偶聯(lián)劑1~15份，硅烷偶聯(lián)劑1~10份，環(huán)氧樹(shù)脂0.5~10份，縮水甘油酯1~15份；磷酸酯偶聯(lián)劑的化學(xué)名稱為單硅氧基焦磷酸酯偶聯(lián)劑，可釆用牌號(hào)為PN-179的產(chǎn)品；硅烷偶聯(lián)劑的化學(xué)通式為Y(CH2)nSDG,Y-烷基、苯基、環(huán)氧基、氨基等有機(jī)官能團(tuán)，可釆用牌號(hào)為巰基一P(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲基硅烷或Y-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷。制備上述高性能抗水解增強(qiáng)尼龍6的方法包括如下步驟先將催化劑、活化劑，分散劑用球磨混合機(jī)預(yù)混，再與不同化學(xué)結(jié)構(gòu)和分子量的聚烯烴經(jīng)高混機(jī)混合均勻，然后進(jìn)入到雙螺桿擠出機(jī)中，在17026(TC的溫度下熔融反應(yīng)、擠出造粒，即獲得所需的非吸水性復(fù)合彈性體活化增韌劑；分散劑選用低分子脂類，優(yōu)選硬脂酰胺或合影脂酸鈣的復(fù)合物，分散劑的用量為不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的聚烯烴總重量份數(shù)的0.3~5.0份；然后將獲得非吸水性復(fù)合彈性體活化增韌劑與尼龍6樹(shù)脂混熔后，與玻璃纖維擠出造粒，熔融擠出溫度范圍為220~280'C,即獲得本發(fā)明的高性能抗水解增強(qiáng)尼龍6。本發(fā)明的產(chǎn)品，可采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)試試樣，由CJ80NC型注塑機(jī)在260'C下注塑成型。物理機(jī)械性能的測(cè)試方法1).拉伸強(qiáng)度按GB1040測(cè)試?yán)?shí)驗(yàn)機(jī)型號(hào)LJ-1000速度10mm/min2).斷裂伸長(zhǎng)率按GB1040測(cè)試?yán)?shí)驗(yàn)機(jī)型號(hào)LJ-1000速度10mm/min3).懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度按GB1843測(cè)試沖擊實(shí)驗(yàn)機(jī)型號(hào)XJU-224).熔體流動(dòng)速率按GB3682測(cè)試熔體流動(dòng)速率儀型號(hào)XNR-400250'C/2.16Kg標(biāo)準(zhǔn)口模內(nèi)徑2.095mm5).彎曲強(qiáng)度按GB9341測(cè)試?yán)?shí)驗(yàn)機(jī)型號(hào)LJ-1000速度2mm/min6).阻燃性能測(cè)試水平燃燒法按UL94水平燃燒方法測(cè)試燃燒儀型號(hào)ATLAS-HVUL7).熱變形溫度按GB1634測(cè)試8).比重按GB1033-86測(cè)試9).玻璃纖維含量按IS03451/1測(cè)試10).抗水解性沸水中煮100h,測(cè)試彎曲強(qiáng)度保持率。采用上述方法檢測(cè)結(jié)果表明，所說(shuō)的高性能抗水解增強(qiáng)尼龍6材料的各項(xiàng)性能均達(dá)到或超過(guò)預(yù)期指標(biāo)要求，解決了材料浸水和水煮后剛性大幅度下降的問(wèn)題。使材料具有優(yōu)異的抗水解性能，并在沸水中蒸煮100h后材料的彎曲強(qiáng)度仍能保持在65%以上。具體實(shí)施例方式采用的生產(chǎn)產(chǎn)品的主要設(shè)備有高速混合機(jī)轉(zhuǎn)速350-1300轉(zhuǎn)/分雙螺桿擠出機(jī)主機(jī)轉(zhuǎn)速250-500rpm機(jī)筒溫度220-280'C水槽水溫20-60。C切粒機(jī)轉(zhuǎn)速400-700rpm。實(shí)施例1將35公斤乙烯-辛烯共聚物POE彈性體，25公斤乙烯丙烯二烯三元系共聚物EPDM橡膠，20公斤聚丙烯PP樹(shù)脂，17公斤聚乙烯PE樹(shù)脂，1公斤雙(過(guò)氧化叔丁基)二異丙苯和過(guò)氧化叔丁基三甲基硅垸的復(fù)合物，2公斤縮水甘油酯和馬來(lái)酰亞胺類(如N、N，-間苯雙馬來(lái)酰亞胺)的復(fù)合物先預(yù)混，再經(jīng)高混機(jī)混合均勻，然后進(jìn)入到雙螺桿擠出機(jī)中，在170260'C的溫度下，各段溫度依次為170士10'C，190士10'C,210士10'C,240土10'C,220士10'C，220士10'C,210土10'C,210土10'C,210土10'C,210土10'C,熔融反應(yīng)、擠出造粒，即獲得所需的非吸水性復(fù)合彈性體活化增韌劑。將64公斤尼龍6樹(shù)脂，5公斤非吸水性復(fù)合彈性體活化增韌劑，30公斤磷酸酯和硅烷復(fù)合偶聯(lián)劑及環(huán)氧樹(shù)脂和縮水甘油酯復(fù)合極性集束劑處理的玻璃纖維和1公斤的分散劑復(fù)合低分子脂類，商品名為MTJ2045,在螺桿組合的擠出機(jī)里，進(jìn)行熔融擠出造粒，熔融擠出溫度為220270'C，各段溫度依次為230土10'C，240土10'C,250±10°C,250士10'C,260士10'C,260土10。C,250士10'C,250士10'C，240土10'C,240士10'C,即獲得本發(fā)明的高性能抗水解增強(qiáng)尼龍6。對(duì)上述的產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，其結(jié)果如下表:<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實(shí)施例2將35公斤乙烯-辛烯共聚物POE彈性體，25公斤乙烯丙烯二烯三元系共聚物EPDM橡膠，20公斤聚丙烯PP樹(shù)脂，17公斤聚乙烯PE樹(shù)脂，1公斤雙(過(guò)氧化叔丁基)二異丙苯和過(guò)氧化叔丁基三甲基硅烷的復(fù)合物，2公斤縮水甘油酯和馬來(lái)酰亞胺類(如N、N，-間苯雙馬來(lái)酰亞胺)的復(fù)合物先預(yù)混，再經(jīng)高混機(jī)混合均勻，然后進(jìn)入到雙螺桿擠出機(jī)中，在170260'C的溫度下，各段溫度依次為170士10'C,190土10'C，210土10'C,240土10'C，220士10'C,220士10'C，210士10'C,210士10'C，210土10'C,210土10'C,熔融反應(yīng)、擠出造粒，即獲得所需的非吸水性復(fù)合彈性體活化增韌劑。15公斤非吸水性復(fù)合彈性體活化增韌劑、53公斤尼龍6樹(shù)脂混合均勻，加入到特定螺桿組合的雙螺桿擠出機(jī)中共混，30公斤復(fù)合偶聯(lián)劑和復(fù)合極性集束劑處理的玻璃纖維和2公斤分散劑在螺桿擠出機(jī)里，進(jìn)行熔融擠出造粒，熔融擠出溫度為220280'C,各段溫度依次為230土10'C，240±10°C，240土10'C,250士10'C，250士10'C,260士10'C，270士10'C,260士10'C,250土10'C,250士10'C，即獲得本發(fā)明的高性能抗水解增強(qiáng)尼龍6。對(duì)上述的產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，其結(jié)果如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求1.一種高性能抗水解增強(qiáng)尼龍6，其特征在于，組分和重量份數(shù)包括-尼龍6樹(shù)脂40~88份非吸水性復(fù)合彈性體活化增韌劑5~50份玻璃纖維10~50份所說(shuō)的非吸水性復(fù)合彈性體增韌劑為具有不同化學(xué)結(jié)構(gòu)和組分的聚烯烴復(fù)合，經(jīng)過(guò)活化反應(yīng)制得的復(fù)合物。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能抗水解增強(qiáng)尼龍6，其特征在于，具有不同化學(xué)結(jié)構(gòu)和分子量的聚烯烴是采用包括如下重量份數(shù)的原料制備的乙烯-辛烯共聚物POE10~90份乙烯丙烯二烯三元系共聚物EPDM20-90份聚丙烯PP10~30份聚乙烯PE5~40份催化劑0.1-5份活化劑0.5-10份所說(shuō)的催化劑選自雙(過(guò)氧化叔丁基)二異丙苯、過(guò)氧化二異丙苯、2,5-二甲基-2,5-雙(叔丁基過(guò)氧化)己烷、過(guò)氧化二叔丁基、2,5-二甲基-2,5-雙(叔丁基過(guò)氧化)己炔苯、過(guò)氧化叔丁基三甲基硅垸、對(duì)-甲基異丙基環(huán)己基氫過(guò)氧化苯或二-叔丁基-二過(guò)氧苯甲酸酯中的一種或幾種復(fù)合物；活化劑選自乙烯/丙烯酸甲酯/馬來(lái)酸-乙酯、乙烯/乙酸乙烯酯/馬來(lái)酸酐、丙烯酸乙酯/富馬算-乙酯、丙烯酸乙酯/馬來(lái)酸酐、縮水甘油酯、甘氨酸丙烯酸酯或馬來(lái)酰亞胺類中的一種或幾種復(fù)合物。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能抗水解增強(qiáng)尼龍6，其特征在于，所說(shuō)的玻璃纖維采用復(fù)合極性集束劑處理的玻璃纖維或采用經(jīng)過(guò)復(fù)合偶聯(lián)劑處理的玻璃纖維或經(jīng)過(guò)復(fù)合偶聯(lián)劑處理與復(fù)合極性集束劑處理的玻璃纖維。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能抗水解增強(qiáng)尼龍6,其特征在于，所說(shuō)的復(fù)合偶聯(lián)劑重量份數(shù)為以水為100份為基準(zhǔn)，磷酸酯偶聯(lián)劑115份，硅烷偶聯(lián)劑1~10份，環(huán)氧樹(shù)脂0.5~10份，縮水甘油酯1~15份。5.制備權(quán)利要求14任一項(xiàng)所述的高性能抗水解增強(qiáng)尼龍6的方法，其特征在于，包括如下步驟先將催化劑、活化劑與分散劑用球磨混合機(jī)預(yù)混，再與不同化學(xué)結(jié)構(gòu)和分子量的聚烯烴經(jīng)高混機(jī)混合均勻，然后進(jìn)入到雙螺桿擠出機(jī)中，在170260'C的溫度下熔融反應(yīng)、擠出造粒，即獲得所需的非吸水性復(fù)合彈性體活化增韌劑；分散劑選用低分子脂類，分散劑的用量為不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的聚烯烴總重量份數(shù)的0.3~5.0份；然后將獲得非吸水性復(fù)合彈性體活化增韌劑與尼龍6樹(shù)脂混熔后，與玻璃纖維擠出造粒，熔融擠出溫度范圍為220~280'C，即獲得本發(fā)明的高性能抗水解增強(qiáng)尼龍6。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種高性能抗水解增強(qiáng)尼龍6及其制備方法。組分和重量份數(shù)包括尼龍6樹(shù)脂40～88份，非吸水性復(fù)合彈性體活化增韌劑5～50份，玻璃纖維10～50份，所說(shuō)的非吸水性復(fù)合彈性體增韌劑為具有不同化學(xué)結(jié)構(gòu)和組分的聚烯烴復(fù)合，經(jīng)過(guò)活化反應(yīng)制得的復(fù)合物。本發(fā)明的產(chǎn)品，采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果表明，所說(shuō)的高性能抗水解增強(qiáng)尼龍6材料的各項(xiàng)性能均達(dá)到或超過(guò)預(yù)期指標(biāo)要求，解決了材料浸水和水煮后剛性大幅度下降的問(wèn)題。使材料具有優(yōu)異的抗水解性能，并在沸水中蒸煮100h后材料的彎曲強(qiáng)度仍能保持在65％以上。文檔編號(hào)C08K7/14GK101121818SQ20061002985公開(kāi)日2008年2月13日申請(qǐng)日期2006年8月9日優(yōu)先權(quán)日2006年8月9日發(fā)明者劉志力,吉繼亮,姜蘇俊,李翰卿,妤蘇,偉陳申請(qǐng)人:上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司;廣州金發(fā)科技股份有限公司