專利名稱：一種納米丁腈橡膠改性澆鑄尼龍6的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種澆鑄尼龍6的改性方式，特別是一種利用具有反應(yīng)性基團(tuán)的高聚物改性澆鑄尼龍6的制備方法，具體涉及一種納米丁腈橡膠改性澆鑄尼龍6的制備方法。
背景技術(shù)：
澆鑄尼龍6，又稱MCPA6，是一種利用陰離子聚合方法制備的尼龍6。它是在常壓、一定溫度下，利用強(qiáng)堿性物質(zhì)作催化劑將熔融的己內(nèi)酰胺單體直接注入預(yù)熱到一定溫度的 模具中進(jìn)行聚合反應(yīng)，凝固得到的堅(jiān)韌固體。因其具有重量輕、強(qiáng)度高、自潤(rùn)滑、耐磨、防腐、絕緣等特性，MCPA6被廣泛用于石油化工、國(guó)防工業(yè)、機(jī)械和紡織等工業(yè)領(lǐng)域，成為重要的工程塑料之一。目前針對(duì)澆鑄尼龍的改性主要集中在共混層面，改性或填充材料簡(jiǎn)單地混于基體中，對(duì)于基體性能的改善有待進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決目前僅是將改性或填充材料簡(jiǎn)單地混于澆鑄尼龍6基體中，基體性能改善不佳的問(wèn)題，選用了同時(shí)具有納米尺度和反應(yīng)性基團(tuán)的納米丁腈橡膠來(lái)改性澆鑄尼龍6，在澆鑄尼龍6原位聚合的同時(shí)參與反應(yīng)從而實(shí)現(xiàn)改性，大幅提升了材料的韌性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
本發(fā)明的納米丁腈橡膠改性澆鑄尼龍6的制備方法，包括以下步驟
(1)稱取100重量份的己內(nèi)酰胺置于反應(yīng)容器中，在氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加熱至熔融；
(2)對(duì)上述己內(nèi)酰胺在12(Tl40°C進(jìn)行真空脫水2(T30min；
(3)氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加入I飛重量份的納米丁腈橡膠，制備納米丁腈橡膠懸濁液；
(4)加入O.2 I重量份的堿性催化劑，進(jìn)行12(T14(TC真空下脫水2(T30min ；
(5)在上述制備的溶液中加入O.2^1重量份的二異氰酸酯類(lèi)引發(fā)劑，混合均勻后迅速注入預(yù)熱到150°C 20(TC的模具中，保溫聚合IOlOmin后室溫下冷卻脫模，即制得一種納米丁腈橡膠改性的澆鑄尼龍6。所述的丁腈橡膠優(yōu)選為粒徑KTlOOnm的改性聚合物。所述的己內(nèi)酰胺為工業(yè)級(jí)己內(nèi)酰胺。步驟(3)所述的納米丁腈橡膠懸濁液由納米丁腈橡膠直接在己內(nèi)酰胺中超聲分散制得。步驟(4)所述的催化劑優(yōu)選有機(jī)或無(wú)機(jī)中強(qiáng)堿性催化劑，最優(yōu)選為氫氧化鈉或甲醇鈉。步驟(5)所述的引發(fā)劑優(yōu)選為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯或六亞甲基二異氰酸酯。步驟(5)所述的保溫聚合反應(yīng)時(shí)間為20min 30min。本發(fā)明以納米丁腈橡膠作為改性組分，利用腈基基團(tuán)在堿性環(huán)境下發(fā)生堿解反應(yīng)的特性，在己內(nèi)酰胺開(kāi)環(huán)聚合的同時(shí)形成兩種聚合物的合金。本發(fā)明創(chuàng)新性地采用具有反應(yīng)性基團(tuán)的材料制備聚合物合金，利用本發(fā)明改性的澆鑄尼龍6，大幅提高了澆鑄尼龍6韌性，當(dāng)納米丁腈橡膠含量為2%時(shí)，沖擊強(qiáng)度提高57. 5% ;本發(fā)明操作工藝簡(jiǎn)單，所制備聚合物合金性能優(yōu)越，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明，但所述實(shí)施例并非是對(duì)本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神的簡(jiǎn)單限定，任何基于本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神所作出的簡(jiǎn)單變化或等同替換均應(yīng)屬于本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。實(shí)施例I
(1)稱取100重量份己內(nèi)酰胺置于反應(yīng)容器中，在氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加熱至70°C熔融；
(2)對(duì)上述己內(nèi)酰胺在130°C進(jìn)行真空脫水30min；
(3)氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加入I重量份的納米丁腈橡膠(粒徑3(T60nm)，利用超聲波分散制備納米丁腈橡膠懸濁液；
(4)加入O.2重量份的催化劑氫氧化鈉，130°C進(jìn)行真空脫水30min ；
(5)在上述制備的溶液中加入O.4重量份的引發(fā)劑甲苯二異氰酸酯，混合均勻后迅速注入預(yù)熱到160-170°C的模具中，保溫聚合30min后室溫下冷卻脫模，即制得一種納米丁腈橡膠改性的澆鑄尼龍6。所制得的澆鑄尼龍6/納米丁腈橡膠聚合物合金性能見(jiàn)表一。
實(shí)施例2
(1)稱取100重量份己內(nèi)酰胺置于反應(yīng)容器中，在氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加熱至70°C熔融；
(2)對(duì)上述己內(nèi)酰胺在130°C進(jìn)行真空脫水30min；
(3)氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加入I重量份的納米丁腈橡膠(粒徑3(T60nm)，利用超聲波分散制備納米丁腈橡膠懸濁液；
(4)加入O.2重量份的催化劑氫氧化鈉，130°C進(jìn)行真空脫水30min ；
(5)在上述制備的溶液中加入O.4重量份的引發(fā)劑二苯基甲烷二異氰酸酯，混合均勻后迅速注入預(yù)熱到160-170°C的模具中，保溫聚合30min后室溫下冷卻脫模，即制得一種納米丁腈橡膠改性的澆鑄尼龍6。所制得的澆鑄尼龍6/納米丁腈橡膠聚合物合金性能見(jiàn)表一。實(shí)施例3
(1)稱取100重量份己內(nèi)酰胺置于反應(yīng)容器中，在氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加熱至70°C熔融；
(2)對(duì)上述己內(nèi)酰胺在130°C進(jìn)行真空脫水30min；
(3)氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加入I重量份的納米丁腈橡膠(粒徑3(T60nm)，利用超聲波分散制備納米丁腈橡膠懸濁液；(4)加入O.2重量份的催化劑氫氧化鈉，130°C進(jìn)行真空脫水30min ；
(5)在上述制備的溶液中加入O.4重量份的引發(fā)劑六亞甲基二異氰酸酯，混合均勻后迅速注入預(yù)熱到160-170°C的模具中，保溫聚合30min后室溫下冷卻脫模，即制得一種納米丁腈橡膠改性的澆鑄尼龍6。所制得的澆鑄尼龍6/納米丁腈橡膠聚合物合金性能見(jiàn)表一。
實(shí)施例4
(1)稱取100重量份己內(nèi)酰胺置于反應(yīng)容器中，在氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加熱至70°C熔融；
(2)對(duì)上述己內(nèi)酰胺在130°C進(jìn)行真空脫水30min； (3)氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加入2重量份的納米丁腈橡膠(粒徑3(T60nm)，利用超聲波分散制備納米丁腈橡膠懸濁液；
(4)加入O.2重量份的催化劑氫氧化鈉，130°C進(jìn)行真空脫水30min ；
(5)在上述制備的溶液中加入O.4重量份的引發(fā)劑甲苯二異氰酸酯，混合均勻后迅速注入預(yù)熱到160-170°C的模具中，保溫聚合30min后室溫下冷卻脫模，即制得一種納米丁腈橡膠改性的澆鑄尼龍6。所制得的澆鑄尼龍6/納米丁腈橡膠聚合物合金性能見(jiàn)表一。
實(shí)施例5
(1)稱取100重量份己內(nèi)酰胺置于反應(yīng)容器中，在氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加熱至70°C熔融；
(2)對(duì)上述己內(nèi)酰胺在130°C進(jìn)行真空脫水30min；
(3)氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加入2重量份的納米丁腈橡膠(粒徑3(T60nm)，利用超聲波分散制備納米丁腈橡膠懸濁液；
(4)加入O.2重量份的催化劑氫氧化鈉，130°C進(jìn)行真空脫水30min ；
(5)在上述制備的溶液中加入O.4重量份的引發(fā)劑二苯基甲烷二異氰酸酯，混合均勻后迅速注入預(yù)熱到160-170°C的模具中，保溫聚合30min后室溫下冷卻脫模，即制得一種納米丁腈橡膠改性的澆鑄尼龍6。所制得的澆鑄尼龍6/納米丁腈橡膠聚合物合金性能見(jiàn)表一。
實(shí)施例6
(1)稱取100重量份己內(nèi)酰胺置于反應(yīng)容器中，在氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加熱至70°C熔融；
(2)對(duì)上述己內(nèi)酰胺在130°C進(jìn)行真空脫水30min；
(3)氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加入2重量份的納米丁腈橡膠(粒徑3(T60nm)，利用超聲波分散制備納米丁腈橡膠懸濁液；
(4)加入O.2重量份的催化劑氫氧化鈉，130°C進(jìn)行真空脫水30min ；
(5)在上述制備的溶液中加入O.4重量份的引發(fā)劑六亞甲基二異氰酸酯，混合均勻后迅速注入預(yù)熱到160-170°C的模具中，保溫聚合30min后室溫下冷卻脫模，即制得一種納米丁腈橡膠改性的澆鑄尼龍6。所制得的澆鑄尼龍6/納米丁腈橡膠聚合物合金性能見(jiàn)表一。實(shí)施例7
(1)稱取100重量份己內(nèi)酰胺置于反應(yīng)容器中，在氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加熱至70°C熔融；
(2)對(duì)上述己內(nèi)酰胺在130°C進(jìn)行真空脫水30min；
(3)氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加入5重量份的納米丁腈橡膠(粒徑3(T60nm)，利用超聲波分散制備納米丁腈橡膠懸濁液；
(4)加入O.2重量份的催化劑氫氧化鈉，130°C進(jìn)行真空脫水30min ；
(5)在上述制備的溶液中加入O.4重量份的引發(fā)劑甲苯二異氰酸酯，混合均勻后迅速注入預(yù)熱到160-170°C的模具中，保溫聚合30min后室溫下冷卻脫模，即制得一種納米丁腈橡膠改性的澆鑄尼龍6。所制得的澆鑄尼龍6/納米丁腈橡膠聚合物合金性能見(jiàn)表一。
實(shí)施例8
(1)稱取100重量份己內(nèi)酰胺置于反應(yīng)容器中，在氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加熱至70°C熔融；
(2)對(duì)上述己內(nèi)酰胺在130°C進(jìn)行真空脫水30min；
(3)氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加入5重量份的納米丁腈橡膠(粒徑3(T60nm)，利用超聲波分散制備納米丁腈橡膠懸濁液；
(4)加入O.2重量份的催化劑氫氧化鈉，130°C進(jìn)行真空脫水30min ；
(5)在上述制備的溶液中加入O.6重量份的引發(fā)劑二苯基甲烷二異氰酸酯，混合均勻后迅速注入預(yù)熱到160-170°C的模具中，保溫聚合30min后室溫下冷卻脫模，即制得一種納米丁腈橡膠改性的澆鑄尼龍6。所制得的澆鑄尼龍6/納米丁腈橡膠聚合物合金性能見(jiàn)表一。
實(shí)施例9
(1)稱取100重量份己內(nèi)酰胺置于反應(yīng)容器中，在氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加熱至70°C熔融；
(2)對(duì)上述己內(nèi)酰胺在130°C進(jìn)行真空脫水30min；
(3)氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加入5重量份的納米丁腈橡膠(粒徑3(T60nm)，利用超聲波分散制備納米丁腈橡膠懸濁液；
(4)加入O.2重量份的催化劑氫氧化鈉，130°C進(jìn)行真空脫水30min ；
(5)在上述制備的溶液中加入I重量份的引發(fā)劑六亞甲基二異氰酸酯，混合均勻后迅速注入預(yù)熱到160-170°C的模具中，保溫聚合30min后室溫下冷卻脫模，即制得一種納米丁腈橡膠改性的澆鑄尼龍6。所制得的澆鑄尼龍6/納米丁腈橡膠聚合物合金性能見(jiàn)表一。實(shí)施例10
(1)稱取100重量份己內(nèi)酰胺置于反應(yīng)容器中，在氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加熱至70°C熔融；
(2)對(duì)上述己內(nèi)酰胺在130°C進(jìn)行真空脫水30min；
(3)氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加入I重量份的納米丁腈橡膠(粒徑3(T60nm)，利用超聲波分散制備納米丁腈橡膠懸濁液；
(4)加入O.5重量份的催化劑甲醇鈉，130°C進(jìn)行真空脫水30min ；
(5)在上述制備的溶液中加入O.4重量份的引發(fā)劑甲苯二異氰酸酯，混合均勻后迅速注入預(yù)熱到160-170°C的模具中，保溫聚合30min后室溫下冷卻脫模，即制得一種納米丁腈橡膠改性的澆鑄尼龍6。所制得的澆鑄尼龍6/納米丁腈橡膠聚合物合金性能見(jiàn)表一。
實(shí)施例11
(1)稱取100重量份己內(nèi)酰胺置于反應(yīng)容器中，在氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加熱至70°C熔融；
(2)對(duì)上述己內(nèi)酰胺在130°C進(jìn)行真空脫水30min；
(3)氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加入I重量份的納米丁腈橡膠(粒徑3(T60nm)，利用超聲波分散制備納米丁腈橡膠懸濁液；
(4)加入I重量份的催化劑甲醇鈉，130°C進(jìn)行真空脫水30min；
(5)在上述制備的溶液中加入O.4重量份的引發(fā)劑甲苯二異氰酸酯，混合均勻后迅速注入預(yù)熱到160-170°C的模具中，保溫聚合30min后室溫下冷卻脫模，即制得一種納米丁腈橡膠改性的澆鑄尼龍6。所制得的澆鑄尼龍6/納米丁腈橡膠聚合物合金性能見(jiàn)表一。
實(shí)施例12
(1)稱取100重量份己內(nèi)酰胺置于反應(yīng)容器中，在氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加熱至70°C熔融；
(2)對(duì)上述己內(nèi)酰胺在130°C進(jìn)行真空脫水30min；
(3)氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加入5重量份的納米丁腈橡膠(粒徑3(T60nm)，利用超聲波分散制備納米丁腈橡膠懸濁液；
(4)加入O.2重量份的催化劑氫氧化鈉，130°C進(jìn)行真空脫水30min ；
(5)在上述制備的溶液中加入O.2重量份的引發(fā)劑六亞甲基二異氰酸酯，混合均勻后迅速注入預(yù)熱到160-170°C的模具中，保溫聚合30min后室溫下冷卻脫模，即制得一種納米丁腈橡膠改性的澆鑄尼龍6。所制得的澆鑄尼龍6/納米丁腈橡膠聚合物合金性能見(jiàn)表一。對(duì)照組例
(1)稱取100重量份己內(nèi)酰胺置于反應(yīng)容器中，在氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加熱至70°C熔融；
(2)對(duì)上述己內(nèi)酰胺在130°C進(jìn)行真空脫水30min；
(3)加入O.2重量份的催化劑氫氧化鈉，130°C進(jìn)行真空脫水30min ；
(4)在上述制備的溶液中加入O.4重量份的引發(fā)劑甲苯二異氰酸酯，混合均勻后迅速注入預(yù)熱到160-170°C的模具中，保溫聚合30min后室溫下冷卻脫模，即制得澆鑄尼龍6。所制得的澆鑄尼龍6材料性能見(jiàn)表一。表一
權(quán)利要求
1.一種納米丁腈橡膠改性澆鑄尼龍6的制備方法，其特征在于包括以下步驟 (1)稱取100重量份的己內(nèi)酰胺置于反應(yīng)容器中，在氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加熱至熔融； (2)對(duì)上述己內(nèi)酰胺在12(Tl40°C進(jìn)行真空脫水2(T30min； (3)氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下加入I飛重量份的納米丁腈橡膠，制備納米丁腈橡膠懸濁液； (4)加入O.2 I重量份的堿性催化劑，12(T14(TC下真空脫水2(T30min ； (5)在上述制備的溶液中加入O.2^1重量份的氰酸酯類(lèi)引發(fā)劑，混合均勻后迅速注入預(yù)熱到150°C 20(TC的模具中，保溫聚合IOlOmin后室溫下冷卻脫模，即制得一種納米丁腈橡膠改性的澆鑄尼龍6。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種納米丁腈橡膠改性澆鑄尼龍6的制備方法，其特征在于，步驟(3)中所述的丁腈橡膠為粒徑KTlOOnm的改性聚合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種納米丁腈橡膠改性澆鑄尼龍6的制備方法，其特征在于，所述的己內(nèi)酰胺為工業(yè)級(jí)己內(nèi)酰胺。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種納米丁腈橡膠改性澆鑄尼龍6的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述的納米丁腈橡膠懸濁液是由納米丁腈橡膠在己內(nèi)酰胺中直接超聲分散制得。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種納米丁腈橡膠改性澆鑄尼龍6的制備方法，其特征在于，步驟(4)所述的催化劑為氫氧化鈉或甲醇鈉。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種納米丁腈橡膠改性澆鑄尼龍6的制備方法，其特征在于，步驟(5)所述的引發(fā)劑為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯或六亞甲基二異氰酸酯。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種納米丁腈橡膠改性澆鑄尼龍6的制備方法，其特征在于，步驟(5)所述的保溫聚合反應(yīng)時(shí)間為20min 30min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種納米丁腈橡膠改性澆鑄尼龍6的制備方法。該方法以納米丁腈橡膠作為改性組分，利用腈基基團(tuán)在堿性環(huán)境下發(fā)生堿解反應(yīng)的特性，在己內(nèi)酰胺開(kāi)環(huán)聚合的同時(shí)形成兩種聚合物的合金。本發(fā)明創(chuàng)新性地采用具有反應(yīng)性基團(tuán)的材料制備聚合物合金，利用本發(fā)明改性的澆鑄尼龍6，保持了澆鑄尼龍6原有的自潤(rùn)滑、防腐和絕緣等性能，大幅提高了澆鑄尼龍6韌性，本發(fā)明操作工藝簡(jiǎn)單，所制備聚合物合金性能優(yōu)越，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C08G69/16GK102876018SQ20121037715
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月8日
發(fā)明者楊桂生, 李梟 申請(qǐng)人:合肥杰事杰新材料股份有限公司