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聚酰胺聚碳酸酯合金材料及其制備方法和應用與流程

文檔序號:12692992閱讀:666來源:國知局

本發(fā)明屬于高分子材料合成技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種聚酰胺聚碳酸酯合金材料及其制備方法和應用。



背景技術(shù):

聚碳酸酯(PC)由于具有突出的沖擊韌性、良好的透明性、尺寸穩(wěn)定性和電氣絕緣性而得到了廣泛的應用,但是其仍存在加工流動性差、耐藥性差、易應力開裂及對缺口敏感等缺陷,并且價格昂貴,這些因素均限制了其進一步的應用。

另外,聚酰胺(PA)雖然具有較高的機械強度、耐磨性、自潤滑性、熔體流動性以及較好的耐油性,但其耐熱性、抗沖擊強度和尺寸穩(wěn)定性卻較差。

由此可知,聚碳酸酯和聚酰胺在性能方面具有較好的互補性,如果能夠構(gòu)建二者的共混體系,并且使該共混體系既可以保持聚酰胺和聚碳酸酯各自的優(yōu)良特性又可以克服二者的不足,那么就可以拓展該共混體系的應用范圍。然而,由于聚酰胺和聚碳酸酯是熱力學不相容的體系,兩相之間的界面張力大以及界面粘接力弱導致了相與相之間的分散狀況不好,從而使所得的共混體系的力學性能很差,因此,如何增加兩者之間的相容性以得到能夠綜合兩者的優(yōu)良特性的復合材料就成為了重要的研究課題。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的主要目的在于提供一種聚酰胺聚碳酸酯合金材料。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一種上述聚酰胺聚碳酸酯合金材料的制備方法。

本發(fā)明的第三個目的在于提供一種上述聚酰胺聚碳酸酯合金材料的應用。

為達到上述目的,本發(fā)明的解決方案是:

一種聚酰胺聚碳酸酯合金材料,其生產(chǎn)原料含有以下組分并且每種組分的重量份如下:

其中,聚酰胺、聚碳酸酯、增韌劑、半芳香族聚酰胺纖維和相容劑的重量份均為干重, 即將各原料在90‐110℃的電熱鼓風干燥箱中進行干燥后再稱重。

上述的聚酰胺可以選自PA6、PA66、PA610、PA11、PA12、PA1010和PA612中的任意一種或幾種。聚酰胺的相對黏度可以為1.5‐3.5,可以優(yōu)選為2.5。

上述的聚碳酸酯可以選自雙酚A型聚碳酸酯,該雙酚A型聚碳酸酯的重均分子量可以為15000‐45000g/mol,可以優(yōu)選為30000g/mol。

上述的增韌劑可以選自有機硅/丙烯酸‐SAN核殼結(jié)構(gòu)共聚物。在該有機硅/丙烯酸‐SAN核殼結(jié)構(gòu)共聚物中,有機硅、丙烯酸和SAN的重量份之比可以為(5‐45)∶(35‐55)∶(20‐40),還可以優(yōu)選為25∶45∶30。

上述的相容劑可以選自苯乙烯‐馬來酸酐共聚物(SMA)和甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(ABS‐g‐GMA)的混合物。苯乙烯‐馬來酸酐共聚物(SMA)和甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(ABS‐g‐GMA)的重量份之比可以為(4‐10)∶(12.5‐14),還可以優(yōu)選為4∶10(即2∶5)。

在上述的苯乙烯‐馬來酸酐共聚物(SMA)中,苯乙烯和馬來酸酐的重量份之比可以為(65‐95)∶(5‐35),還可以優(yōu)選為74∶26。

在上述的甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(ABS‐g‐GMA)中,甲基丙烯酸縮水甘油酯的接枝率可以為0.5‐5.5%,還可以優(yōu)選為5%。

在上述的甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(ABS‐g‐GMA)中,丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物中的丁二烯橡膠相的重量可以占丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物總重量的40‐80%,還可以優(yōu)選為占丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物總重量的70%。

上述的半芳香族聚酰胺纖維可以為聚合度為30‐200的PA6T纖維、PA9T纖維、PA10T纖維、PA12T纖維和PA13T纖維中的任意一種或幾種,還可以優(yōu)選為聚合度為70‐160的短切PA10T纖維,該短切PA10T纖維的長度可以為6mm并且直徑可以為10μm。

上述的助劑包括0.1‐1.1重量份的抗氧劑和0.1‐1.5份的潤滑劑。其中,抗氧劑可以為受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑的復配物,二者的重量份之比可以為1∶1。抗氧劑可以進一步優(yōu)選為β‐(3,5‐二叔丁基‐4‐羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧劑1076)和三[2,4‐二叔丁基苯基]亞磷酸酯(抗氧劑168)的混合物,二者的重量份之比可以為1∶1。

上述的潤滑劑可以選自乙撐雙硬脂酰胺(EBS)。

在本發(fā)明的復合材料中,由于聚碳酸酯和聚酰胺能夠取得較好的相容性,因此,聚酰胺提高了聚碳酸酯的抗溶劑能力,改善了其加工性能;而聚碳酸酯提高了聚酰胺的抗沖強度,改善了其低溫脆性,降低吸水率,提高抗蠕變性和尺寸穩(wěn)定性,故本發(fā)明的聚酰胺聚碳酸酯合金材料是一種具有優(yōu)良的綜合性能的復合材料,能夠在多個領(lǐng)域得以應用。

一種制備上述的聚酰胺聚碳酸酯合金材料的方法,其包括如下步驟:

(1)、將5‐90份聚酰胺、10‐95份聚碳酸酯、1‐15份增韌劑、1.75‐17.5份相容劑和0.2‐2.6 份助劑混合5‐10min,得到預混料;

(2)、將預混料加入雙螺桿擠出機的主喂料料斗中,將15‐55份半芳香族聚酰胺纖維加入雙螺桿擠出機的側(cè)喂料料斗中,經(jīng)雙螺桿擠出機擠出、牽條和切粒,得到聚酰胺聚碳酸酯合金材料。

其中,在步驟(1)中,聚酰胺、聚碳酸酯、增韌劑、半芳香族聚酰胺纖維和相容劑的重量份均為干重,即將各原料在90‐110℃電熱鼓風干燥箱中進行干燥后再稱重。

在步驟(2)中,雙螺桿擠出機的溫度可以為180‐280℃。

在步驟(2)中,雙螺桿擠出機的螺桿轉(zhuǎn)速可以為100‐500r/min。

上述的聚酰胺聚碳酸酯合金材料可以用于制備電子電器產(chǎn)品的各類零件。

由于采用上述方案,本發(fā)明的有益效果是:

首先,本發(fā)明的原料體系以聚酰胺和聚碳酸酯作為基體,以有機硅/丙烯酸‐SAN核殼結(jié)構(gòu)共聚物作為增韌劑,以苯乙烯‐馬來酸酐共聚物(SMA)和甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(ABS‐g‐GMA)作為共同的反應型相容劑,在聚酰胺基體、相容劑和增韌劑的共同作用下,半芳香族聚酰胺纖維與基體以及兩個基體之間均獲得了良好相容性,從而得到了具有較高的抗沖強度、較低的吸水率、較好的尺寸穩(wěn)定性和抗蠕變性以及耐高溫的聚酰胺聚碳酸酯合金材料。

其次,由于半芳香族聚酰胺纖維增強合金的密度比玻璃纖維增強合金的密度小很多,因此,本發(fā)明的聚酰胺聚碳酸酯合金材料還能夠滿足輕量化的需求,可廣泛用于電子、電器、汽車零部件等領(lǐng)域。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種聚酰胺聚碳酸酯合金材料及其制備方法和應用。

<聚酰胺聚碳酸酯合金材料>

一種聚酰胺聚碳酸酯合金材料,其生產(chǎn)原料含有以下組分并且每種組分的重量份如下:

其中,聚酰胺的重量份可以優(yōu)選為10‐90;和/或,聚碳酸酯的重量份可以優(yōu)選為10‐90;和/或,增韌劑的重量份可以優(yōu)選為4‐12;和/或,相容劑的重量份可以優(yōu)選為7‐14;和/或,半芳香族聚酰胺纖維的重量份可以優(yōu)選為30‐55;和/或,助劑的重量份可以優(yōu)選為0.6‐1.4。

[聚酰胺]

聚酰胺可以選自PA6、PA66、PA610、PA11、PA12、PA1010和PA612中的任意一種或幾種。上述聚酰胺的相對黏度(ηr)可以為1.5‐3.5,還可以優(yōu)選為2.5。若聚酰胺的黏度過低,可能導致共混體系的流動性太好,不易拉條切粒;若黏度過高,則流動性太差,不利于與聚碳酸酯混合均勻以及后期加工精密制件,因此,聚酰胺的相對黏度(ηr)以在1.5‐3.5的范圍內(nèi)為宜。

[聚碳酸酯]

聚碳酸酯可以選自雙酚A型聚碳酸酯,其重均分子量可以為15000‐45000g/mol,還可以優(yōu)選為30000g/mol。若聚碳酸酯的重均分子量過低,則終產(chǎn)品的韌性較差;若重均分子量過高,則終產(chǎn)品的流動性太差,不利于與聚酰胺混合均勻以及后期加工精密制件。

[增韌劑]

增韌劑可以選自有機硅/丙烯酸‐SAN核殼結(jié)構(gòu)共聚物,其中,有機硅和丙烯酸作為核,SAN(苯乙烯‐丙烯腈共聚物)作為殼。

在有機硅/丙烯酸‐SAN核殼結(jié)構(gòu)共聚物中,有機硅、丙烯酸和SAN(苯乙烯‐腈丙烯腈共聚物)的重量份之比可以為(5‐45)∶(35‐55)∶(20‐40),還可以優(yōu)選為25∶45∶30。

本發(fā)明以有機硅/丙烯酸‐SAN核殼結(jié)構(gòu)共聚物作為增韌劑,一方面,因為該增韌劑中所含的有機硅具有耐高溫的特性,所以當該增韌劑添加入本發(fā)明的原料體系中后,能夠使終產(chǎn)品聚酰胺聚碳酸酯合金材料獲得較好的耐熱性;另一方面,該增韌劑中的丙烯酸鏈段和SAN中的苯乙烯(Styrene,St)鏈段均與聚碳酸酯均具有較好的相容性,共混后可產(chǎn)生良好的界面作用,從而提高了相界面之間的粘接力。

[相容劑]

相容劑可以選自苯乙烯‐馬來酸酐共聚物(SMA)和甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(ABS‐g‐GMA)的混合物。苯乙烯‐馬來酸酐共聚物(SMA)和甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(ABS‐g‐GMA)的重量份之比可以為(4‐10)∶(12.5‐14),還可以優(yōu)選為2∶5。在苯乙烯‐馬來酸酐共聚物(SMA)中,苯乙烯(Styrene,St)和馬來酸酐(MAH)的重量份之比可以為(65‐95)∶(5‐35),還可以優(yōu)選為74∶26。

在甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(ABS‐g‐GMA)中,甲基丙烯酸縮水甘油酯(Glycidyl methacrylate,GMA)的接枝率可以為0.5‐5.5%,還可以優(yōu)選為5%。

在甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(ABS‐g‐GMA)中,丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(Acrylonitrile butadiene Styrene copolymers,ABS)中的丁二烯橡膠相的重量可以占丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物總重量的40‐80%,還可以優(yōu)選為占丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物總重量的70%。

本發(fā)明同時添加苯乙烯‐馬來酸酐共聚物(SMA)和甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝丙烯腈‐ 丁二烯‐苯乙烯共聚物(ABS‐g‐GMA)兩種物質(zhì)作為本發(fā)明的原料體系的相容劑,其原因如下:

(1)、同時加入ABS‐g‐GAM和SMA兩種相容劑能夠避免聚酰胺基體和聚碳酸酯基體在共混擠出過程中的氨基交換反應,從而避免了由于基體分子量的降低而導致的合金的性能的降低。

(2)、當同時加入ABS‐g‐GAM和SMA兩種相容劑后,由于ABS‐g‐GAM中的苯乙烯(St)鏈段與SMA中的苯乙烯(St)鏈段互溶,ABS‐g‐GAM中的苯乙烯(St)鏈段與聚碳酸酯又具有較好的相容性;GAM中的環(huán)氧基團與聚碳酸酯能夠發(fā)生化學反應;SMA中的酸酐官能團與聚碳酸酯中的酯基結(jié)構(gòu)相近,故能與聚碳酸酯末端的‐OH發(fā)生化學反應以生成馬來酸酐和聚碳酸酯的接枝物;SMA中的苯乙烯(St)鏈段與聚碳酸酯鏈段(PC鏈段)又具有一定程度上的互溶,因此,在兩種相容劑的共同作用下,相容劑和基體在共混過程中發(fā)生了化學反應,從而顯著降低了聚酰胺和聚碳酸酯的界面張力,使分散相(聚碳酸酯)在熔融過程中逐步細化和分散,最終得到分散相粒子充分細化、粒徑分布小和分散性良好的共混物(即終產(chǎn)物聚酰胺聚碳酸酯合金材料)。

(3)、在熔融共混擠出過程中,SMA的酸酐基團與聚酰胺基體(如PA6等)的端氨基能夠發(fā)生反應,進而生成環(huán)狀酰亞胺基團,由此形成了SMA‐g‐PA6,該反應的發(fā)生能夠有效地改善共混體系的相容性,增加了不同相之間界面的粘接,從而起到很好的相容作用。

總之,聚碳酸酯和聚酰胺為熱力學不相容體系,為了增強二者之間的相容性,本發(fā)明采用同時加入兩種反應性相容劑SAM和ABS‐g‐MAH來增加聚碳酸酯基體和聚酰胺基體的相容性,使這兩種聚合物基體間的粘接力增大,并且使分散相(聚碳酸酯)均勻分布在連續(xù)相(聚酰胺)中,使共混體系最終形成具有宏觀均勻微觀相分離特征并且熱力學穩(wěn)定的相態(tài)結(jié)構(gòu)。

[半芳香族聚酰胺纖維]

半芳香族聚酰胺纖維可以選自PA6T纖維、PA9T纖維、PA10T纖維、PA12T纖維和PA13T纖維中的任意一種或幾種,其聚合度可以為30‐200,還可以優(yōu)選為70‐160,還可以更優(yōu)選為90,其長度可以優(yōu)選為6mm并且其直徑可以優(yōu)選為10μm。

由于半芳香族聚酰胺在分子鏈中引入了芳香環(huán),故具有良好的耐化學腐蝕性、較高的耐熱性、較佳的力學性能和較低的吸水率,因此,本發(fā)明選擇在原料體系(或共混體系)中加入半芳香族聚酰胺纖維作為增強材料,不僅能提高原料體系的耐熱性能(能夠適用于150℃以上的高溫環(huán)境)、力學性能和耐腐蝕性能以及降低其吸水率,而且與聚酰胺之間的結(jié)合力也高于芳綸纖維和玻璃纖維,從而顯著提高了原料體系的強度和模量,得到具有良好的綜合性能的聚酰胺聚碳酸酯合金材料。另外,相對芳綸纖維而言,采用半芳香族聚酰胺能夠有效地降低成本;相對于玻璃纖維而言,所得的復合材料密度較小,能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化的要求。

[助劑]

助劑包括0.1‐1.1重量份的抗氧劑和0.1‐1.5份的潤滑劑。

抗氧劑可以為受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑的復配物,受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑的重量份之比可以為1∶1,例如,抗氧劑可以優(yōu)選為β‐(3,5‐二叔丁基‐4‐羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯(1076)和三[2,4‐二叔丁基苯基]亞磷酸酯(168)的混合物,β‐(3,5‐二叔丁基‐4‐羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯(1076)和三[2,4‐二叔丁基苯基]亞磷酸酯(168)的重量份之比可以為1∶1。

潤滑劑可以為乙撐雙硬脂酰胺(EBS)。

綜上,與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明以有機硅/丙烯酸‐SAN核殼結(jié)構(gòu)共聚物作為增韌劑,以SMA和ABS‐g‐GMA作為相容劑,以半芳香族聚酰胺纖維為增強材料,得到了界面相容性良好、分散相尺寸細化、粒徑分布小以及分散性能良好的高強度高抗沖的聚酰胺聚碳酸酯合金材料。

<聚酰胺聚碳酸酯合金材料的制備方法>

上述聚酰胺聚碳酸酯合金材料的制備方法包括如下步驟:

(1)、將5‐90份干燥的聚酰胺、10‐95份干燥的聚碳酸酯、1‐15份干燥的增韌劑、1.75‐17.5份干燥的相容劑和0.2‐2.6份助劑在高速混合機中混合5‐10min,得到預混料;

(2)、將預混料加入雙螺桿擠出機的主喂料料斗中,將15‐55份干燥的半芳香族聚酰胺纖維加入雙螺桿擠出機的側(cè)喂料料斗中,經(jīng)雙螺桿擠出機擠出、牽條和切粒,得到聚酰胺聚碳酸酯合金材料。

其中,在步驟(1)中,干燥的聚酰胺、干燥的聚碳酸酯、干燥的增韌劑和干燥的相容劑分別由聚酰胺、聚碳酸酯、增韌劑和相容劑在90‐110℃電熱鼓風干燥箱中進行干燥所得。

在步驟(2)中,干燥的半芳香族聚酰胺纖維由半芳香族聚酰胺纖維在90‐110℃電熱鼓風干燥箱中進行干燥所得。

在步驟(2)中,雙螺桿擠出機的各區(qū)的溫度可以在180‐280℃的范圍內(nèi)。在步驟(2)中,雙螺桿擠出機的螺桿轉(zhuǎn)速可以為100‐500r/min,還可以優(yōu)選為260r/min。

<聚酰胺聚碳酸酯合金材料的應用>

本發(fā)明的聚酰胺聚碳酸酯合金材料可以用于制作電子電氣產(chǎn)品的零部件,如可發(fā)熱部件的輔助零件等??砂l(fā)熱部件的輔助零件包括汽車發(fā)動機或電機的罩殼等。

以下結(jié)合實施例和比較例對本發(fā)明作進一步的說明。

實施例一至十二的聚酰胺聚碳酸酯合金材料和比較例一至六的復合材料所含有的組分及其重量份如表1所示。

表1 實施例一至十二和比較例一至六的復合材料的組分含量對比表

其中,在上表1中,聚酰胺選自PA6,其相對黏度ηr=2.5。

聚碳酸酯選自重均分子量為30000g/mol的雙酚A型聚碳酸酯。

增韌劑選自機硅/丙烯酸‐SAN核殼結(jié)構(gòu)共聚物,其中,有機硅、丙烯酸和SAN(苯乙烯‐腈丙烯腈共聚物)的重量份之比為25∶45∶30。

相容劑選自苯乙烯‐馬來酸酐共聚物(SMA)和甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(ABS‐g‐GMA)的混合物。其中,苯乙烯‐馬來酸酐共聚物(SMA)和甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(ABS‐g‐GMA)的重量份之比可以分別為2:5、4:12.5和10:14。

在苯乙烯‐馬來酸酐共聚物(SMA)中,兩個共聚單體苯乙烯(Styrene,St)和馬來酸酐(MAH)的重量份之比為74∶26。

在甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(ABS‐g‐GMA)中,甲基丙烯酸縮水甘油酯(Glycidyl methacrylate,GMA)的接枝率為5%。

在甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(ABS‐g‐GMA)中,丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物(Acrylonitrile butadiene Styrene copolymers,ABS)中的丁二烯橡膠相的重量可以占丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物總重量的70%。

實施例一至十二的聚酰胺聚碳酸酯合金材料和比較例一至六的復合材料的制備方法包括如下步驟。

(1)、將聚酰胺、聚碳酸酯、增韌劑、半芳香族聚酰胺纖維和相容劑分別在90‐110℃電熱鼓風干燥箱中進行干燥,得到干燥的聚酰胺、干燥的聚碳酸酯、干燥的增韌劑、干燥的半芳香族聚酰胺纖維和干燥的相容劑。

(2)、按照表1所示的各組分及其重量份稱取干燥的聚酰胺(PA6)、干燥的聚碳酸酯、干燥的增韌劑、干燥的相容劑(SMA和ABS‐g‐GMA)和助劑(1076、168和EBS)在高速混合機中混合5min,得到預混料;對于比較例中無需添加的組分,可以不稱?。?/p>

(3)、將預混料加入雙螺桿擠出機的主喂料料斗中,將稱取表1所示的干燥的半芳香族聚酰胺纖維(短切PA10T纖維,聚合度為90、長度為6mm并且直徑為10μm)加入雙螺桿擠出機的側(cè)喂料料斗中,經(jīng)雙螺桿擠出機擠出、牽條和切粒,得到聚酰胺聚碳酸酯合金材料。

其中,在步驟(3)中,雙螺桿擠出機的溫度為180‐280℃,螺桿轉(zhuǎn)速為260r/min。

對實施例一至十二的聚酰胺聚碳酸酯合金材料和比較例一至六的復合材料進行性能測定,結(jié)果如表2所示。

表2 實施例一至十二和比較例一至六的復合材料的性能表

根據(jù)表1和表2的數(shù)據(jù)可知:

(1)、在上述的實施例中,實施例九為最佳實施例,以下結(jié)合比較例和實施例九對各組分的作用進行說明。實施例九所得的復合材料各項性能最好,其中拉伸強度達到了178MPa,彎曲強度為218MPa,懸臂梁缺口沖擊強度為120KJ/m2,熱變形溫度達到了147℃。由此可知,實施例九所得的聚酰胺聚碳酸酯合金材料是一種具有高強度、超高韌性和較高的耐熱溫度的復合材料。

(2)、將比較例一與實施例九的復合材料相比較,由于比較例一沒有添加增韌劑和相容劑,故所得的復合材料具有較低的拉伸強度和彎曲強度,其懸臂梁缺口沖擊強度只有6KJ/m2,無法滿足使用要求;而實施例九的復合材料的懸臂梁缺口沖擊強度是比較例一的復合材料的20倍,已經(jīng)達到了超韌級,提示實施例九所得的聚酰胺聚碳酸酯合金材料確實具有超高的韌性。

(3)、比較例一說明聚碳酸酯和聚酰胺為熱力學不相容體系。

比較例二的原料體系中只加入8份的增韌劑而沒有加入相容劑,由表2可知,雖然比較例二的復合材料的懸臂梁缺口沖擊強度比比較例一的復合材料提高了5倍多,但是其拉伸強度和彎曲強度還是很低。

比較例三的原料體系中加入了增韌劑和相容劑SMA,而沒有加入相容劑ABS‐g‐GMA,由表2可知,雖然比較例三的各項性能與比較例一和比較例二相比有所提高,但是提高的幅度不大。相對于實施例九而言,比較例三的復合材料性能不高的主要原因是未加入相容劑ABS‐g‐GMA。

比較例四的原料體系中加入了增韌劑和相容劑ABS‐g‐GMA,而沒有加入相容劑SMA,由表2可知,相對于實施例九來說,比較例四的復合材料的各項性能提高幅度均不大的主要原因是未加入相容劑SAM。

比較例五的原料體系中同時加入了SMA和ABS‐g‐GMA兩種相容劑,但是未加入增韌劑,由表2可知,雖然比較例五的復合材料的拉伸強度和彎曲強度基本上等于實施例九的復合材料,但是比較例五的復合材料的懸臂梁缺口強度只有65KJ/m2,遠小于實施例九的復合材料的懸臂梁缺口強度,并且其熱變形溫度也低于實施例九的復合材料。

比較例六的原料體系中加入了增韌劑和相容劑,而沒有用半芳香族聚酰胺纖維進行增強,由表2可知,雖然比較例六的復合材料的沖擊強度和熱變形溫度較高,但是拉伸強度和彎曲強度過低,也不能滿足需要。

通過上述分析可知:

(a)、本發(fā)明以有機硅/丙烯酸‐SAN核殼結(jié)構(gòu)共聚物作為增韌劑,該增韌劑在加入到本發(fā)明的原料體系中后能夠提高該原料體系的韌性和耐熱性,原因是增韌劑中的丙烯酸鏈段和SAN中的苯乙烯(St)鏈段與聚碳酸酯均具有較好的相容性,共混后可產(chǎn)生良好的界面作用,從而提高了相界面的粘接力。

(b)、ABS‐g‐GAM和SMA兩種可反應型相容劑缺一不可,在共混過程中起到了協(xié)同的作用。

首先,兩種相容劑的同時加入能夠避免聚酰胺和聚碳酸酯在共混擠出過程中的氨基交換反應,從而避免了由于基體分子量的降低(因為聚酰胺和聚碳酸酯兩者發(fā)生反應,兩者的分子量都會降低)而導致的合金性能的下降。

其次,由于ABS‐g‐GAM中的苯乙烯(St)鏈段與SMA苯乙烯(St)鏈段互溶;ABS‐g‐GAM中的苯乙烯(St)鏈段與聚碳酸酯具有較好的相容性;GAM中的環(huán)氧基團與聚碳酸酯能發(fā)生化學反應;SMA中酸酐官能團與聚碳酸酯中的酯基結(jié)構(gòu)相近,能與聚碳酸酯末端的‐OH發(fā)生化學反應以生成馬來酸酐和聚碳酸酯接枝物;SMA中的苯乙烯鏈段與PC鏈段又具有一定程度上的互溶,因此,通過兩種相容劑的共同作用,在共混過程中發(fā)生了化學反應,從而顯著降低了聚酰胺和聚碳酸酯界面張力,從而使分散相(聚碳酸酯)在熔融過程中的熱剪切應力作用下被逐步細化和分散,最終得到分散相粒子充分細化、粒徑分布小和分散性良好的共混物。

最后,在熔融共混擠出過程中,SMA的酸酐基團與PA6的端氨基反應生成環(huán)狀酰亞胺基團,形成了SMA‐g‐PA6,進一步有效地改善了體系的相容性,增加了界面的粘接。

(c)、在聚酰胺基體、相容劑和增韌劑的共同作用下,半芳香族聚酰胺纖維與基體具有良好相容性,極大地提高了合金的強度,拓寬了合金使用的領(lǐng)域,所制備而成的聚酰胺聚碳酸酯合金材料可廣泛用于電子、電器、汽車零部件等領(lǐng)域。

上述的對實施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改,并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此,本發(fā)明不限于上述實施例,本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示,不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

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