一種聚酰胺復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種韌性良好的聚酰胺復(fù)合材料及制備方法和應(yīng)用。所述的聚酰胺復(fù)合材料包含有共混的聚酰胺100份，帶活性官能團(tuán)的乙烯共聚物0.5-30份，助劑0.1~5份；所述氨基酸改性乙烯共聚物由重量比為100:0.5~20的帶活性基團(tuán)的乙烯共聚物與氨基酸經(jīng)過(guò)熔融混合反應(yīng)得到。本發(fā)明的聚酰胺復(fù)合材料具有良好的韌性，特別是低溫韌性，在-40℃的低溫下的沖擊強(qiáng)度達(dá)20KJ/m2以上，部分產(chǎn)品可達(dá)30KJ/m2以上，同時(shí)聚酰胺復(fù)合材料的流動(dòng)性也得到改善，其適用于扎帶、連接器、汽車、電動(dòng)工具、電子電器等領(lǐng)域的要求。
【專利說(shuō)明】一種聚酰胺復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚酰胺復(fù)合材料，特別涉及一種韌性良好的聚酰胺復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]聚酰胺(Polyamide, PA)俗稱尼龍(Nylon),是分子主鏈上含有重復(fù)酰胺基團(tuán)(-NHC0-)的熱塑性樹脂的總稱，由聚合的單體不同而分為尼龍6和尼龍66。尼龍是一種性能優(yōu)異的熱塑性半結(jié)晶工程塑料，如力學(xué)強(qiáng)度高、韌性好、耐熱及藥品性能良好等，被廣泛應(yīng)用于電子電器、電動(dòng)工具、汽車、航天等領(lǐng)域。然而，尼龍也存在不耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿、干態(tài)和低溫沖擊強(qiáng)度低、吸水率大從而影響其制品尺寸的穩(wěn)定性和電性能等缺點(diǎn)。特別是在扎帶和連接器等行業(yè)需要韌性良好的尼龍，市場(chǎng)上尼龍樹脂原材料滿足不了該領(lǐng)域的要求，因此，對(duì)尼龍材料的增韌越來(lái)越備受人們的關(guān)注。
[0003]研究發(fā)現(xiàn)，馬來(lái)酸酐接枝的乙烯-辛烯共聚物做為增韌劑(MAH-g-POE)對(duì)尼龍有較好的增韌效果，能夠滿足許多行業(yè)的要求，在市場(chǎng)上得到廣泛的應(yīng)用。然而，該增韌劑的不足之處是添加量和成本高，氣味大，而且往往導(dǎo)致尼龍的流動(dòng)性變差，加工變困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的，是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種聚酰胺復(fù)合材料，該聚酰胺復(fù)合材料利用氨基酸對(duì)乙烯共聚物進(jìn)行改性，其在_40°C的低溫下的沖擊強(qiáng)度達(dá)20KJ/m2以上，部分產(chǎn)品可達(dá)30KJ/m2以上，聚酰胺復(fù)合材料的流動(dòng)性也得到改善。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于提供所述聚酰胺復(fù)合材料的制備方法及其應(yīng)用。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種聚酰胺復(fù)合材料，包括如下按重量份數(shù)計(jì)的組分:
聚酰胺100份；
氨基酸改性乙烯共聚物 2~30份；
助劑0.1-5份；
所述氨基酸的分子量大于或等于131 ；
所述的氨基酸改性乙烯共聚物，由重量比為100:0.5-20的帶活性基團(tuán)的乙烯共聚物與氨基酸經(jīng)過(guò)熔融混合，發(fā)生接枝反應(yīng)得到；所述活性基團(tuán)為能與氨基酸的氨基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸酐基、環(huán)氧基或羧基。
[0007]—種聚酰胺復(fù)合材料，由如下按重量份數(shù)計(jì)的組分組成:
聚酰胺100份；
氨基酸改性乙烯共聚物 2~30份；
助劑0.1-5份；
所述氨基酸的分子量大于或等于131 ；
所述的氨基酸改性乙烯共聚物，由重量比為100:0.5-20的帶活性基團(tuán)的乙烯共聚物與氨基酸經(jīng)過(guò)熔融混合，發(fā)生接枝反應(yīng)得到；所述活性基團(tuán)為能與氨基酸的氨基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸酐基、環(huán)氧基或羧基。
[0008]其中，所述氨基酸改性乙烯共聚物可以通過(guò)如下方法制備得到:將帶活性基團(tuán)的乙烯共聚物和氨基酸按照比例在高混機(jī)中混合均勻，混合機(jī)的轉(zhuǎn)速為450飛00轉(zhuǎn)/分鐘，隨即加入到雙螺桿擠出機(jī)中，在14(T220°C的溫度下進(jìn)行熔融混合反應(yīng)，然后造粒、冷卻、干燥得到所述氨基酸改性乙烯共聚物；所述帶活性基團(tuán)的乙烯共聚物和氨基酸混合物在雙螺桿擠出機(jī)中的停留時(shí)間為2~20min。
[0009]其中，在上述的配方范圍中，氨基酸改性乙烯共聚物的重量份可以選為2飛份、5~8份、8~10份、10~15份、15~20份、20~30份。
[0010]其中，在上述的配方范圍中，所述氨基酸改性乙烯共聚物可以由重量比為100:5^10,100:10-15、100:15^20的帶活性基團(tuán)的乙烯共聚物與氨基酸經(jīng)過(guò)熔融混合反應(yīng)得到。
[0011]在上述聚酰胺復(fù)合材料中，所述氨基酸的分子量為大于或等于131，其中，氨基酸的結(jié)構(gòu)式可表達(dá)為HOOC-R-NH2, R代表含有至少5個(gè)碳原子的烷基或烷烯基團(tuán)。發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用分子量131以上的氨基酸對(duì)乙烯共聚物進(jìn)行改性時(shí)，對(duì)聚酰胺復(fù)合材料的人性改善效果比較好，尤其是低溫韌性，同時(shí)分子量大于或等于131的氨基酸的熱穩(wěn)定性和反應(yīng)活性都比較好。
[0012]作為一種可選方案，所述氨基酸的分子量可選為131-1000。
[0013]在上述聚酰胺復(fù)合材料中，所述聚酰胺樹脂為ΡΑ6或ΡΑ66，可以通過(guò)多個(gè)商業(yè)來(lái)源獲取，所述聚酰胺的特性粘度為2.0-3.0 dL/g。
[0014]在上述聚酰胺復(fù)合材料中，所述帶活性基團(tuán)的乙烯共聚物，其乙烯共聚物母體選自乙烯-丙烯-環(huán)戊二烯共聚物EPDM、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物POE中的任意一種或幾種；所述的乙烯共聚物母體的密度為0.85(Tl.0OOg/cm3，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為0.2~10g/10min(190°C /2.16kg)。
[0015]在上述聚酰胺復(fù)合材料中，所述帶活性基團(tuán)的乙烯共聚物為馬來(lái)酸酐接枝的乙烯-辛烯共聚物，馬來(lái)酸酐接枝的乙烯-丙烯-環(huán)戊二烯共聚物、環(huán)氧接枝的乙烯-辛烯共聚物或端羧基的乙烯-丁烯共聚物。
[0016]在上述聚酰胺復(fù)合材料中，所述助劑可以是熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、脫模劑、顏料、染料或其組合，作為一種優(yōu)選方案，所述助劑優(yōu)選包含抗氧劑(即熱穩(wěn)定劑或光穩(wěn)定劑)和/或脫模劑；所述的熱穩(wěn)定劑可選自酚類、亞磷酸酯類、硫代酯類的復(fù)合物中的一種或幾種復(fù)配；所述的光穩(wěn)定劑可為受阻胺類、苯并三唑類、苯并噁嗪酮類復(fù)合物中的一種或幾種復(fù)配；所述的脫模劑為低分子酯類硬脂酸、金屬皂(Cast、Znst)、硬脂酸復(fù)合酯或酰胺類(芥酸酰胺)中的一種或幾種復(fù)配。
[0017]上述聚酰胺復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟:將聚酰胺樹脂、氨基酸改性乙烯共聚物及助劑在高混機(jī)中混合均勻，混合機(jī)的轉(zhuǎn)速為450-600轉(zhuǎn)/分鐘，隨即加入到雙螺桿擠出機(jī)中，在240-260°C的溫度下進(jìn)行熔融混合，然后造粒、冷卻、干燥。
[0018]本發(fā)明制備的聚酰胺復(fù)合材料可用于扎帶、連接器、汽車、電動(dòng)工具、電子電器等領(lǐng)域。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:本發(fā)明所述的具有超低溫韌性的聚酰胺復(fù)合材料在-40°C的低溫下的沖擊強(qiáng)度達(dá)20KJ/m2以上，部分產(chǎn)品可達(dá)30KJ/m2以上，聚酰胺復(fù)合材料的流動(dòng)性也得到改善，其滿足扎帶、連接器、汽車、電動(dòng)工具、電子電器等領(lǐng)域的要求。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但實(shí)施例并不對(duì)本發(fā)明做任何形式的限定。
[0021]本發(fā)明的實(shí)施例采用以下原料:
聚酰胺-1，金發(fā)科技股份有限公司，特性粘度2.4 dL/g，牌號(hào)PA6-1 ；
聚酰胺_2，金發(fā)科技股份有限公司，特性粘度2.7 dL/g,牌號(hào)PA6-2 ；
聚酰胺_3，金發(fā)科技股份有限公司，特性粘度2.4 dL/g,牌號(hào)PA66-1 ；
聚酰胺_4，金發(fā)科技股份有限公司，特性粘度2.7 dL/g,牌號(hào)PA66-2 ；
N493，MAH-g-POE，美國(guó)杜邦公司，熔融指數(shù)約為 2.5 g/10min (190。。，2.16kg)；
7003A, MAH-g-EPDM, Polyram 公司，熔融指數(shù)約為 2g/10min (190°C，2.16kg)；
MB-03，環(huán)氧接枝的P0E，金發(fā)科技股份有限公司，熔融指數(shù)約為4 g/10min (190°C,
2.16kg)；
AX-01，端羧基的乙烯一丁烯共聚物，金發(fā)科技股份有限公司，熔融指數(shù)約為10g/10min (190°C, 2.16kg)；
氨基酸-1，6-氨基己酸，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，分子量131，熔點(diǎn)180°C ；
氨基酸-2，12-氨基癸酸，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，分子量271，熔點(diǎn)210°C ; 氨基酸_3，高分子的氨基酸，Aldrich公司，分子量約為820，熔點(diǎn)230°C。
[0022]氨基酸-4,丙氨酸,安徽華恒生物工程有限公司，分子量89,熔點(diǎn)200°C。
[0023]脫模劑OP臘，克萊恩公司；
抗氧劑，四[β_ (3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，瑞士汽巴公司，1010 ；
材料性能測(cè)試方法:
(1)拉伸強(qiáng)度:按IS0527測(cè)試；速度為50mm/min；
(2)懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度:按IS0180測(cè)試，A型缺口；
(3)懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度(_40°C):按照IS0180測(cè)試，A型缺口，測(cè)試環(huán)境溫度_40°C ；
(4)彎曲模量:按IS0178測(cè)試，速度為2mm/min；
(5)熔體流動(dòng)速率(MFR):按IS01133測(cè)試，條件為280°C,2.16Kg ；
在本發(fā)明中助劑對(duì)產(chǎn)品的性能影響不大，對(duì)于其它常見的助劑不一一舉例，以下具體實(shí)施例，所述原料均為重量份。
[0024]實(shí)施例f 10氨基酸改性乙烯共聚物的制備
將氨基酸與帶活性基團(tuán)的乙烯共聚物按照表I中的組成比例加入雙螺桿擠出機(jī)中(螺桿直徑為32mm，長(zhǎng)徑比L/D=36)。其中雙螺桿擠出機(jī)各螺筒溫度(由加料口到機(jī)頭)分別是:140°C、21 (TC、220°C、220°C、220°C、210°C，螺桿轉(zhuǎn)速為 250 轉(zhuǎn) / 分鐘，喂料量 50kg/h。
[0025]表I氨基酸改性乙烯共聚物的制備(表中組份含量為重量份)
【權(quán)利要求】
1.一種聚酰胺復(fù)合材料，其特征在于，包括如下按重量份數(shù)計(jì)的組分: 聚酰胺100份；
氨基酸改性乙烯共聚物 2~30份； 助劑0.1-5份； 所述氨基酸的分子量大于或等于131 ； 所述的氨基酸改性乙烯共聚物，由重量比為100:0.5-20的帶活性基團(tuán)的乙烯共聚物與氨基酸經(jīng)過(guò)熔融混合，發(fā)生接枝反應(yīng)得到；所述活性基團(tuán)為能與氨基酸的氨基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸酐基、環(huán)氧基或羧基。
2.一種聚酰胺復(fù)合材料，其特征在于，由如下按重量份數(shù)計(jì)的組分組成: 聚酰胺100份；
氨基酸改性乙烯共聚物 2~30份； 助劑0.1-5份； 所述氨基酸的分子量大于或等于131 ； 所述的氨基酸改性乙烯共聚物，由重量比為100:0.5-20的帶活性基團(tuán)的乙烯共聚物與氨基酸經(jīng)過(guò)熔融混合，發(fā)生接枝反應(yīng)得到；所述活性基團(tuán)為能與氨基酸的氨基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸酐基、環(huán)氧基或羧基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚酰胺復(fù)合材料，其特征在于所述氨基酸的分子量為131~1000。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述聚酰胺復(fù)合材料，其特征在于所述聚酰胺為PA6或PA66。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述聚酰胺復(fù)合材料，其特征在于所述聚酰胺的特性粘度2.0-3.0 dL/g
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述聚酰胺復(fù)合材料，其特征在于所述帶活性基團(tuán)的乙烯共聚物其乙烯共聚物母體選自乙烯-丙烯-環(huán)戊二烯共聚物EPDM、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物POE中的任意一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述聚酰胺復(fù)合材料，其特征在于所述帶活性基團(tuán)的乙烯共聚物為馬來(lái)酸酐接枝的乙烯-辛烯共聚物，馬來(lái)酸酐接枝的乙烯-丙烯-環(huán)戊二烯共聚物、環(huán)氧接枝的乙烯-辛烯共聚物或端羧基的乙烯-丁烯共聚物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述聚酰胺復(fù)合材料，其特征在于所述助劑包含抗氧劑和/或脫模劑。
9.權(quán)利要求廣8中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述聚酰胺復(fù)合材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟: 將聚酰胺樹脂、氨基酸改性乙烯共聚物及助劑在高混機(jī)中混合均勻，混合機(jī)的轉(zhuǎn)速為450-600轉(zhuǎn)/分鐘，隨即加入到雙螺桿擠出機(jī)中，在240-260°C的溫度下進(jìn)行熔融混合，然后造粒、冷卻、干燥。
10.權(quán)利要求廣8中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述聚酰胺復(fù)合材料在制備扎帶、連接器、電動(dòng)工具、電子電器或汽車中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C08L77/00GK103450666SQ201310394499
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】劉曉亮, 楊波, 丁正亞, 丁超, 羅忠富, 袁紹彥, 周英輝 申請(qǐng)人:金發(fā)科技股份有限公司