專利名稱：：一種pa/asa合金材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種PA/ASA合金材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：聚酰胺(Polyamide，PA)俗稱尼龍(Nylon)，為世界上五大工程塑料消費(fèi)量之首，是一種廣泛用于機(jī)械、儀器儀表、汽車等領(lǐng)域的工程塑料，具有耐磨、耐油、自潤滑、絕緣、力學(xué)性能優(yōu)良、易成型加工、抗震吸音、耐弱酸堿等優(yōu)良的綜合性能；但也有許多缺點(diǎn)，比如吸水性大、尺寸穩(wěn)定性差、干態(tài)和低溫沖擊強(qiáng)度低的缺陷，而且其熔體粘度大，注塑成型時(shí)易造成流涎，且耐熱較差，在高于10(TC時(shí)，長期與氧接觸產(chǎn)生熱分解。針對ABS耐候性差的缺點(diǎn)，用丙烯酸橡膠取代ABS樹脂中的丁二烯橡膠部分，制備耐候ASA，ASA的無雙鍵結(jié)構(gòu)大大改善了其耐候性，克服了ABS樹脂長期露置室外其機(jī)械強(qiáng)度顯著下降，受日光的分解而使顏色變黃等缺點(diǎn)。ASA樹脂可廣泛應(yīng)用于汽車、電子、電氣、日用品、戶外裝飾材料和建筑材料等領(lǐng)域。可不經(jīng)涂裝長時(shí)間暴露在室外紫外線、潮濕、雨淋、光照及臭氧等惡劣環(huán)境條件下而保持物性穩(wěn)定，并可回收循環(huán)使用，免噴涂的特點(diǎn)使其更具環(huán)保性，成本也更具競爭力。將PA6與ASA共混，可制得既有ASA的韌性、耐候性、尺寸穩(wěn)定性，又具有PA的耐熱性的PA/ASA合金，該種合金材料適用于汽車、機(jī)械、電子電器、電動(dòng)工具、運(yùn)動(dòng)器具等行業(yè)。由于PA是一種結(jié)晶性、強(qiáng)極性、熔體粘度很低的聚合物，而ASA是一種非結(jié)晶性、弱極性的聚合物，二者的溶解度參數(shù)相差較大，屬于熱力學(xué)不相容，簡單的共混導(dǎo)致兩相界面張力很大，從而造成力學(xué)性能較差，因而要獲得有實(shí)用價(jià)值的尼龍/ASA合金材料，必須進(jìn)行形態(tài)控制和界面改性
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有尺寸穩(wěn)定性好、強(qiáng)度高，耐化學(xué)品性優(yōu)異，優(yōu)良流動(dòng)加工性，耐候性佳，耐刮擦的尼龍和ASA合金及其制備方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種PA/ASA合金材料，其特征在于，包括以下組分PA30-75wt%ASA20-45wt%SAN0-30wt%相容劑l-10wt%納米蒙脫土0-5wt%潤滑劑0.1-0.7wt%抗氧劑0.1-1wt%;所述PA為PA6和PA66中的一種或兩種的混合，相對粘度為1.7-3.8。所述ASA為苯乙烯-丙烯腈-丙烯酸酯三元共聚物，橡膠含量為40-70%。所述SAN為苯乙烯和丙烯腈的共聚物，熔融指數(shù)為15-70g/10min。所述相容劑為分子中含有能與PA和ASA兩種聚合物進(jìn)行物理或化學(xué)結(jié)合的基團(tuán)。所述納米蒙脫土為含90-98%的層狀硅酸鹽，粒徑100-500目，徑厚比200。所述潤滑劑為一種高分子量聚硅氧烷和一種醇酸酯類潤滑劑的復(fù)配物。所述抗氧化劑為一種受阻酚類抗氧劑或一種亞磷酸酯類抗氧劑。所述相容劑為馬來酸酐MAH型相容劑、羧酸型相容劑或甲基丙烯酸縮水甘油醚GMA型相容劑中的一種或多種。所述馬來酸酐MAH型相容劑為苯乙烯和馬來酸酐共聚物SMA、ASA和馬來酸酐的接枝共聚物物ASA-g-MAH或乙丙橡膠EPDM和馬來酸酐的接枝共聚物EPDM-g-MAH中的一種或多種。所述SMA的馬來酸酐含量為6-20%。所述羧酸型相容劑為丙烯酸和苯乙烯PS、乙丙橡膠EPDM、苯乙烯-丙烯腈AS的接枝物共聚物PS-g-AA、EPDM-g-AA、AS-g-AA或甲基丙烯酸和苯乙烯PS、乙丙橡膠EPDM、苯乙烯-丙烯腈AS的接枝物共聚物PS-g-MAA、EPDM-g-MAA、AS-g-MAA中的一種或多種。所述甲基丙烯酸縮水甘油醚GMA型相容劑為GMA和苯乙烯PS、乙丙橡膠EPDM、苯乙烯-丙烯腈AS、ASA的接枝物共聚物PS-g-GMA、EPDM-g-GMA、AS-g-GMA中的一種或多種。所述醇酸酯類潤滑劑為季戊四醇硬脂酸酯。所述受阻酚類抗氧劑為1076，所述亞磷酸酯類抗氧劑為168。一種PA/ASA合金材料的制備方法，包括以下步驟(1)按重量配比稱取原料；(2)將所有原料放入高混機(jī)中混合2-5分鐘；(3)出料；(4)將混合的原料放入雙螺桿機(jī)中擠出造粒，螺桿機(jī)的轉(zhuǎn)速為180-600轉(zhuǎn)/分，溫度為180-260°C。'其中，PA6選用日本東麗的CM1017或新會(huì)美達(dá)的M2500、M2800,PA66選用美國首諾的21ZLV。PA6因?yàn)槿埸c(diǎn)低，所以加工溫度范圍較寬，為210-260°C，而PA66耐熱較高，加工溫度一般為260-280°C，PA66是耐磨性最好的PA，自潤滑性僅次于聚四氟乙烯和聚甲醛。ASA具有優(yōu)異的耐光氧老化性能，可以長期用于戶外，并保持一定的機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)良外觀。相容劑能使PA和ASA兩種聚合物間的粘結(jié)力增大，降低界面張力、增加界面層厚度、降低分散粒子尺寸，使體系最終形成具有宏觀均勻微觀相分離特征的熱力學(xué)穩(wěn)定的相態(tài)結(jié)構(gòu)。蒙脫土以納米尺寸分散在PA/ASA基料中，能夠提高材料的力學(xué)性能、熱性能和阻隔性能。PA具有耐磨、耐油、自潤滑、絕緣、力學(xué)性能優(yōu)良、易成型加工、抗震吸音、耐弱酸堿等優(yōu)點(diǎn)，是目前產(chǎn)量最大的工程塑料。且PA表觀柔和，具有一定的啞光效果，所制備的PA/ASA合金也具有此表觀特點(diǎn)，用PA/ASA合金材料注塑成型的制件，可以不用進(jìn)行表面處理，而直接獲得柔和啞光的外觀，是一種免噴涂的環(huán)保節(jié)能材料。ASA采用不含雙鍵的丙烯酸酯替代ABS中含有雙鍵的丁二烯制備成苯乙烯-丙烯腈-丙烯酸酯三元共聚物，ASA的無雙鍵結(jié)構(gòu)大大改善了其耐候性，克服了ABS樹脂長期露置室外其機(jī)械強(qiáng)度顯著下降，受日光的分解而使顏色變黃等缺點(diǎn)。ASA樹脂可廣泛應(yīng)用于汽車、電子、電氣、日用品、戶外裝飾材料和建筑材料等領(lǐng)域?？刹唤?jīng)涂裝長時(shí)間暴露在室外紫外線、潮濕、雨淋、光照及臭氧等惡劣環(huán)境條件下而保持物性穩(wěn)定。另一方面，ASA還具有優(yōu)異的綜合性能，它集合了苯乙烯具有的光澤性和成型性，丙烯腈具有的剛性和耐藥品性，丙烯酸酯具有的耐沖擊性、耐候性、耐化學(xué)品性等特點(diǎn)，與尼龍共混可以改善尼龍的吸水性、尺寸穩(wěn)定性、沖擊強(qiáng)度、耐化學(xué)品性和耐候性。SAN具有極好的流動(dòng)性能、耐化學(xué)品性和剛性，與尼龍部分相容，提高合金的剛性和流動(dòng)性。由于尼龍和ASA屬于熱力學(xué)不相容材料，相容劑的添加能夠提高兩者的相容性，使PA和ASA兩種聚合物間的粘結(jié)力增大，降低界面張力、增加界面層厚度、降低分散粒子尺寸，使體系最終形成具有宏觀均勻微觀相分離特征的熱力學(xué)穩(wěn)定的相態(tài)結(jié)構(gòu)，并提高材料的沖擊強(qiáng)度、斷裂伸長率和耐熱性。蒙脫土以納米尺寸分散在PA/ASA基料中，可以提高材料的力學(xué)性能、熱性能和阻隔性能?？寡鮿┲械氖茏璺宇惪寡鮿?010，主要用于防止ASA/SAN的氧化，另一種亞磷酸酯類抗氧劑168，168主要防止PA6的氧化。超高分子量的聚硅氧垸和季戊四醇硬脂酸酯作為潤滑劑，提高材料的流動(dòng)性，降低摩擦系數(shù)，提高爽滑性，改善表面光澤。本發(fā)明的PA/ASA合金材料，兼具了PA和ASA兩者的特性，具有尺寸穩(wěn)定性好，強(qiáng)度高，耐化學(xué)品性優(yōu)異，優(yōu)良流動(dòng)加工性，耐候性佳，耐刮擦等性能，解決了PA材料的尺寸不穩(wěn)定、易翹曲、易吸水的缺點(diǎn)，以及PA和ASA材料的熱力學(xué)不相容的特點(diǎn)。可用于注塑成型汽車后視鏡、散熱格柵、門縫裝飾條、控制面板、儀表盤罩、空調(diào)出風(fēng)口以及電動(dòng)工具、運(yùn)動(dòng)器具、割草機(jī)和吹雪機(jī)等工業(yè)部件。■具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。實(shí)施例實(shí)施例1-5和對比例1的配方見表一。表一<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>將上表中實(shí)施例1-5的全部組分按比例分別加入到高速混合機(jī)中攪拌4min后出料，然后用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，擠出機(jī)的機(jī)筒溫度為180-260°C，螺桿轉(zhuǎn)速為180-600rpm。將以上根據(jù)實(shí)施例1-5和對比例1制備得到的ABS樹脂組合物，按照同樣的注塑條件制備測試樣條，具體的注塑條件是，注塑溫度200-245°C，注塑壓力40-90MPa，注塑速度30-70mm/s。具體的物理性能檢測項(xiàng)目如下拉伸強(qiáng)度按照標(biāo)準(zhǔn)ASTMD178檢測。彎曲強(qiáng)度和彎曲模量按照標(biāo)準(zhǔn)ASTMD790(3mm/min)檢測。缺口懸臂梁式?jīng)_擊強(qiáng)度按照標(biāo)準(zhǔn)ASTMD256(1/8"缺口，23°C)檢測。熔體流動(dòng)速率按照標(biāo)準(zhǔn)ASTMD1238(240°C，10Kg)檢測。熱變形溫度(HDT):在0.45MPa的條件下，按照標(biāo)準(zhǔn)ASTMD648(1/4"，120°C/hr)檢測。實(shí)施例1-5制得的樣品與對比例1制得的樣品性能見表二。表二<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>從表二中可以看出與不含相容劑的對比例相比，本發(fā)明中的實(shí)施例具有更高的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和耐熱性能。首先，隨著PA添加量的提高，材料的耐熱也得到提高；其次，加入相容劑，可以有效地提高材料的耐熱性、沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度等性能；第三，加入納米蒙脫土，可以大幅提高材料的耐熱性能。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。權(quán)利要求1.一種PA/ASA合金材料，其特征在于，包括以下組分及含量PA30-75wt％ASA20-45wt％SAN0-30wt％相容劑1-10wt％納米蒙脫土0-5wt％潤滑劑0.1-0.7wt％抗氧劑0.1-1wt％；所述PA為PA6和PA66中的一種或兩種的混合，相對粘度為1.7-3.8；所述ASA為苯乙烯-丙烯腈-丙烯酸酯三元共聚物，橡膠含量為40-70％；所述SAN為苯乙烯和丙烯腈的共聚物，熔融指數(shù)為15-70g/10min；所述相容劑為分子中含有能與PA和ASA兩種聚合物進(jìn)行物理或化學(xué)結(jié)合的基團(tuán)；所述納米蒙脫土為含90-98％的層狀硅酸鹽，粒徑100-500目，徑厚比200；所述潤滑劑為一種高分子量聚硅氧烷和一種醇酸酯類潤滑劑的復(fù)配物；所述抗氧化劑為一種受阻酚類抗氧劑或一種亞磷酸酯類抗氧劑。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的PA/ASA合金材料，其特征在于所述相容劑為馬來酸酐MAH型相容劑、羧酸型相容劑或甲基丙烯酸縮水甘油醚GMA型相容劑中的一種或多種。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的PA/ASA合金材料，其特征在于所述馬來酸酐MAH型相容劑為苯乙烯和馬來酸酐共聚物SMA、ASA和馬來酸酐的接枝共聚物物ASA-g-MAH或乙丙橡膠EPDM和馬來酸酐的接枝共聚物EPDM-g-MAH中的一種或多種。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的PA/ASA合金材料，其特征在于所述SMA的馬來酸酐含量為6-20%。.5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的PA/ASA合金材料，其特征在于所述羧酸型相容劑為丙烯酸和苯乙烯PS、乙丙橡膠EPDM、苯乙烯-丙烯腈AS的接枝物共聚物PS-g-AA、EPDM-g-AA、AS-g-AA或甲基丙烯酸和苯乙烯PS、乙丙橡膠EPDM、苯乙烯-丙烯腈AS的接枝物共聚物PS-g-MAA、EPDM-g-MAA、AS-g-MAA中的一種或多種。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的PA/ASA合金材料，其特征在于所述甲基丙烯酸縮水甘油醚GMA型相容劑為GMA和苯乙烯PS、乙丙橡膠EPDM、苯乙烯-丙烯腈AS、ASA的接枝物共聚物PS-g-GMA、EPDM-g-GMA、AS-g-GMA中的一種或多種。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PA/ASA合金材料，其特征在于所述醇酸酯類潤滑劑為季戊四醇硬脂酸酯。8.根據(jù)權(quán)利要求l所述的PA/ASA合金材料，其特征在于所述受阻酚類抗氧劑為1076，所述亞磷酸酯類抗氧劑為168。9.一種制備如權(quán)利要求1所述的PA/ASA合金材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)按重量配比稱取原料；(2)將所有原料放入高混機(jī)中混合2-5分鐘；(3)出料；(4)將混合的原料放入雙螺桿機(jī)中擠出造粒，螺桿機(jī)的轉(zhuǎn)速為180-600轉(zhuǎn)/分，溫度為180-260°C。全文摘要本發(fā)明涉及一種PA/ASA合金材料及其制備方法，包括以下組分及含量PA，30-75wt％；ASA，20-45wt％；SAN，0-30wt％；相容劑，1-10wt％；納米蒙脫土，0-5wt％；潤滑劑，0.1-0.7wt％；抗氧劑，0.1-1wt％。按上述重量配比稱取原料，放入高混機(jī)中混合2-5min，出料將混合的原料置于雙螺桿機(jī)中擠出造粒，螺桿機(jī)的轉(zhuǎn)速為180-600轉(zhuǎn)/min，溫度為180-260℃。本發(fā)明的PA/ASA合金材料兼具了PA和ASA兩者的特性，材料尺寸穩(wěn)定性好，強(qiáng)度高，耐化學(xué)品性優(yōu)異，優(yōu)良流動(dòng)加工性，耐候性佳，耐刮擦；極大地改善了PA/ABS合金的耐候性能，可以直接用于戶外，無需噴涂，是一種汽車、機(jī)械、運(yùn)動(dòng)器具、電動(dòng)工具等行業(yè)潛在的環(huán)保節(jié)能材料。文檔編號C08L77/00GK101407630SQ20081020313公開日2009年4月15日申請日期2008年11月21日優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日發(fā)明者唐銀花,李榮群,辛敏琦申請人:上海錦湖日麗塑料有限公司