專利名稱：一種制備尼龍納米復(fù)合材料的混合物及該復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備尼龍納米復(fù)合材料的混合物及該復(fù)合材料的制備方法，特別 是一種采用馬來酸酐接枝聚烯烴共聚物作為增韌劑，蒙脫土作為補(bǔ)強(qiáng)劑，用相容劑改善尼 龍、聚烯烴和蒙脫土共混物界面情況，控制相形態(tài)，提高共混物的綜合力學(xué)性能。
背景技術(shù)：
尼龍作為應(yīng)用廣泛的一種工程塑料，其柔韌、耐磨、機(jī)械強(qiáng)度高，但吸水性較大、抗 沖擊強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性較差，使其應(yīng)用范圍受到了限制。為了拓寬尼龍的應(yīng)用范圍，各種 改性尼龍的方法孕育而生。如采用橡膠或熱塑性彈性體作為增韌劑來增韌尼龍(O.Okada， Polymer, 2001,42 :8715_8725)，該法雖使尼龍的沖擊韌性得到改善，但材料的耐熱性和尺 寸穩(wěn)定性均下降；采用無機(jī)剛性填料(如玻璃纖維、高嶺土或碳酸鈣等)來改善尼龍的尺寸 穩(wěn)定性和提高剛性(K. Nodo et al.，Polymer，2001，42 :5803-5811)，該法雖然改善尼龍的 尺寸穩(wěn)定性和提高其剛性，但材料的沖擊韌性下降；及采用無機(jī)納米材料改善尼龍的剛性 和耐熱性(中國(guó)專利00129849. 6和200510112400. 2)，該法雖能很好達(dá)到其目的，但材料的 沖擊韌性未得到絲毫改善。也有將橡膠或熱塑性彈性體作為增韌劑與無機(jī)填料同時(shí)使用來 改性尼龍(Young-Cheol A. et al. , Polymer, 2006,47 :2830_2838)，但無機(jī)填料的加入使得 橡膠增韌的復(fù)合材料韌性大幅降低?，F(xiàn)有尼龍的改性方法，往往是顧此失彼。即使尼龍的某一性能得到改善，但其它性 能并未得到改善或反而更差。因此如何獲得綜合性能優(yōu)良的尼龍是本發(fā)明所要解決的技術(shù) 問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種尼龍納米復(fù)合材料，該尼龍采用馬來酸酐接枝聚 烯烴彈性體作為增韌劑，并通過補(bǔ)強(qiáng)劑有機(jī)蒙脫土以及相容劑的使用，在達(dá)到相同的增韌 效果的同時(shí)，減小由于第二組分的加入使尼龍合金的強(qiáng)度降低的幅度。本發(fā)明的目的之二在于提供上述增韌尼龍的制備方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案—種增韌尼龍共混物，包括以下組分(重量比)尼龍60 90%
馬來酸酐接枝聚烯烴彈性體10 40%
有機(jī)蒙脫土(以下簡(jiǎn)稱0ΜΜΤ)1 5%
相容劑0. 5 3%
分散劑0. 5 2%
抗氧劑0. 2 1%
上述的尼龍為尼龍6、或尼龍66 ；所述的蒙脫土為有機(jī)蒙脫土?？寡鮿?010為Ciba公司產(chǎn)，商品名EVERN0X-10，化學(xué)名稱為四[甲基-β -(3，5-二叔丁基-4-羥基苯 基)丙酸酯]季戊四醇酯。馬來酸酐接枝聚烯烴彈性體為馬來酸酐接枝的苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(以下簡(jiǎn)稱SEBS-g-MAH)。本發(fā)明中，由于分散劑的加入，使得尼龍粒子可與有機(jī)蒙脫土很好的進(jìn)行混合。同 時(shí)，加入的相容劑由于含有環(huán)氧鍵，既能與尼龍上的胺基反應(yīng)，也可與馬來酸酐接枝聚烯烴 彈性體上的酸酐基團(tuán)反應(yīng)，還可與有機(jī)蒙脫土的表面改性基團(tuán)上的胺基反應(yīng)，從而增加體 系的相容性，提高共混物的綜合力學(xué)性能。本發(fā)明增韌尼龍的制備方法如下按上述組分配比稱取各種物料，先將尼龍與分 散劑在高速混合機(jī)中混合1 3分鐘，再加入有機(jī)蒙脫土混合2 3分鐘，最后加入相容劑 與增韌劑繼續(xù)混合2 3分鐘，將混合均勻的物料加入雙螺桿擠出機(jī)，擠出溫度為230 2600C ；控制螺桿轉(zhuǎn)速每分鐘50 150轉(zhuǎn)，擠出物經(jīng)水冷切粒，即為所需的增韌尼龍納米復(fù) 合材料。上述的馬來酸酐接枝SEBS彈性體的制備方法如下按重量比苯乙烯-乙烯/ 丁 烯-苯乙烯嵌段共聚物馬來酸酐引發(fā)劑=100 0.01 10 0.01 3的比例，將三 種組分充分混合后，通過雙螺桿擠出機(jī)擠出，控制螺桿各段溫度為90 180°C，螺桿轉(zhuǎn)速為 每分鐘40 100轉(zhuǎn)，即可得到馬來酸酐接枝苯乙烯_乙烯/ 丁烯_苯乙烯嵌段共聚物。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，在增韌尼龍的同時(shí)可維持尼龍復(fù)合材料的強(qiáng)度，很好 地平衡尼龍的剛性、韌性。


圖1和圖2分別為比較例5和實(shí)施例2所得的尼龍復(fù)合材料經(jīng)液氮脆斷及二甲苯 刻蝕掉橡膠相后放大10000倍的掃描電鏡(SEM)圖。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，其目的是為更好理解本發(fā)明的內(nèi)容。因 此，所舉之例并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍以下實(shí)施例1-8和比較例1-5所采用的工藝條件為將尼龍、SEBS-g-MAH、OMMT于80°C經(jīng)真空干燥后，與分散劑、相容劑、抗氧劑按表 1所示組成配比經(jīng)高速混合機(jī)混合均勻后，用雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出?？刂坡輻U各段溫度 從加料口至機(jī)頭出口分別為200 V、230 V、240 V、240 V、240 V、235°C，其中喂料段溫度為 200°C，機(jī)頭溫度為235°C，其它為塑化剪切段溫度，雙螺桿轉(zhuǎn)速為每分鐘100轉(zhuǎn)，控制物料 在螺桿中的停留時(shí)間60-100S。擠出物經(jīng)水槽冷卻后切粒得到產(chǎn)品。將上述產(chǎn)品在真空烘箱中于80°C干燥8小時(shí)后用塑料注塑成型機(jī)注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣 條，注塑溫度240°C。注塑好的樣條放置至少24小時(shí)后，按照GB/T 1040，GB/T 9341，GB/T 1043測(cè)試?yán)鞆?qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度。測(cè)試結(jié)果見表2。表1共混物試樣的原料配比(wt % )
權(quán)利要求
1.一種制備尼龍納米復(fù)合材料的混合物，其特征在于，其組分為尼龍、馬來酸酐接枝 的聚烯烴彈性體、有機(jī)蒙脫土、分散劑、相容劑、抗氧劑，上述各組成成分的質(zhì)量比依次為 60 90 10 40 1 5 0. 5 2 0. 5 3 0. 2 1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合物，其特征在于，所述的尼龍為尼龍6或尼龍66。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合物，其特征在于，所述的馬來酸酐接枝的聚烯烴彈性體 為馬來酸酐接枝的苯乙烯_乙烯/ 丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、馬來酸酐接枝三元乙丙橡膠、 馬來酸酐接枝乙烯_辛烯共聚物中的一種，接枝率為0. 02 1. 5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合物，其特征在于，所述的分散劑為工業(yè)白油、環(huán)烷油中的 一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合物，其特征在于，所述的相容劑為甲基丙烯酸縮水甘油 酯、環(huán)氧樹脂中的一種或兩種。
6.一種使用了權(quán)利要求1的混合物制備復(fù)合材料的方法，其特征在于，該方法包括以 下步驟步驟1將混合物按權(quán)利要求1所述組分配比，先將尼龍與分散劑加入高速混合機(jī)混合 1 3分鐘；步驟2向高速混合機(jī)加入馬來酸酐接枝的聚烯烴彈性體、有機(jī)蒙脫土、相容劑、抗氧劑 繼續(xù)混合2 3分鐘；步驟3將步驟2獲得的混合均勻的物料加入雙螺桿擠出機(jī)，以230 260°C擠出造粒， 螺桿轉(zhuǎn)速為每分鐘50 150轉(zhuǎn)。
7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征于，雙螺桿擠出機(jī)自喂料口到擠出機(jī)頭的溫 度設(shè)置分別是喂料段170 210°C，塑化剪切段210 260°C，機(jī)頭230 250°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種尼龍納米復(fù)合材料及其制備方法。該復(fù)合材料按重量百分比包括以下組分尼龍60～90％、馬來酸酐接枝彈性體10～40％，以上述各組分百分比含量之和的100％為基準(zhǔn)，加入有機(jī)蒙脫土1～5％，相容劑0.5～3％，分散劑0.5～2％，抗氧劑0.2～1％；其制備方法包括以下過程(1)將尼龍、抗氧劑、有機(jī)蒙脫土、分散劑、馬來酸酐接枝彈性體以及相容劑經(jīng)高速混合機(jī)混合3～5分鐘。(2)將上述混合物用雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出造粒，擠出溫度為230～260℃，螺桿轉(zhuǎn)速為50～150rpm，然后用塑料注塑機(jī)制樣。與現(xiàn)有尼龍改性材料相比，本發(fā)明很好地平衡了尼龍的剛性、韌性、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性，從而提供一種綜合性能良好的尼龍納米復(fù)合材料，拓寬尼龍的應(yīng)用范圍。
文檔編號(hào)C08L77/06GK102002233SQ20101054140
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者何三雄, 吳唯, 王茹 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)