專利名稱：高韌性聚苯醚/聚酰胺組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有關(guān)高韌性聚苯醚(PPO)、聚酰胺(PA)或稱尼龍和橡膠彈性體組成的共混合金的配方及其制備。
PPO與PA共混合金的配方已經(jīng)有美國專利U.S.Pat.No.3,379,792和4,338,421、日本專利No.997/1970的報道，它們披露，用聚酰胺可以改善PPO的加工性能和提高共混物的耐熱性和耐化學(xué)溶劑。但上述共混物由于脆性不具有實用性。
歐洲專利EP 255,184及美國GE公司在中國注冊的專利公告號1141319，采用乙烯基芳香烴(如聚苯乙烯PS)與共軛雙烯(如丁二烯、異戊二烯等及其衍生物，經(jīng)氫化或未氫化)經(jīng)官能化組成的嵌段共聚物，可以改善PPO/PA共混合金的韌性。
美國專利U.S.Pat.4,315,086、U.S.Pat.4,654,405以及國際應(yīng)用專利PCT/US86/01511，曾披露采用官能化聚苯醚與聚酰胺和沖擊改性劑如SBS可以提高PPO/PA共混合金的韌性。
國際應(yīng)用專利WO 88/08433，披露采用官能化聚苯醚和官能化乙烯-丙烯橡膠(m-EPR)先共混，然后將此共混物再與尼龍6共混，可以大大提高共混物的缺口沖擊強度。這里官能化是必要的。但由于PPO和彈性體分別都需要進行官能化處理，其操作相對復(fù)雜。
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中操作的復(fù)雜性，而提出一種高韌性聚苯醚/聚酰胺/官能化橡膠彈性體組合物和其制備方法。
本發(fā)明的高韌性聚苯醚/聚酰胺/官能化橡膠彈性體組合物的組分和配方如表1(以下按重量百分數(shù)計)表1組分 含量范圍(Wt.％)聚苯醚5～75 最好在5～50聚酰胺85～10 最好在80～20官能化聚烯烴彈性體5～50聚苯醚(PPO)的分子結(jié)構(gòu)式如下
其中R2和R6可以是烷基，如甲基、乙基、丙基等，也可以是苯基或由氟、氯、溴、碘組成的鹵代烴，還可以其中一個是H原子。R3和R5可以是H原子，也可以是甲基。當(dāng)R2、R6和R5為H原子時，R3是甲基就是3-甲基-1，4聚苯醚。帶上鹵代烴主要是使聚苯醚更具阻燃性。n是聚合度。這里所用的PPO，n值至少在50以上。
上述的聚酰胺(PA尼龍)，可以是尼龍6、尼龍66、尼龍46、尼龍610及其它一般使用的尼龍類高聚物等，但其中的二胺基必須過量。其數(shù)均分子量從15,000至40,000。
上述的官能化聚烯烴橡膠彈性體可以是乙-丙橡膠(EPR)、乙烯-辛烯共聚橡膠(POE)，也可以是乙烯-丙烯-二烯類共聚橡膠彈性體(EPDM)。其中以EPDM最好。這些彈性體必須經(jīng)過官能化處理，其反應(yīng)基團可以是羧酸類如富馬酸等、酸酐如馬來酸酐等，還可以是環(huán)氧基團等。PPO/PA/彈性體組合物的制備方法是按下列順序步驟進行1.熔融共混擠出造粒共混造?？梢圆捎梅蛛A段造粒和一次性造粒兩種方法進行。
(1)分段造粒法按共混物總重量百分數(shù)將PPO 5～75(或尼龍10～85)與官能化彈性體5～50在230-285℃進行熔融共混擠出造粒，然后將上述粒料再與尼龍10～85(或PPO 5～75)在230-285℃進行熔融共混擠出造粒，得到共混粒料。
(2)一次性造粒法是將PPO、尼龍和官能化彈性體三個組分一起按重量百分數(shù)5～75∶10～85∶5～50(較佳為5～50∶20～80∶5～50)在240-285℃進行一次性熔融擠出造粒，得到共混粒料。
共混擠出造粒采用雙螺桿擠出機，也可以采用單螺桿擠出機。2.熔融注塑成型將上述得到的共混粒料，在240-285℃，注射壓力6-8MPa，模具溫度為70-90℃，用注塑機注射成樣品或部件。
本發(fā)明的高韌性聚苯醚/聚酰胺/官能化聚烯烴彈性體可以得到高韌性、高延伸率的共混合金。性能見表2。表2
下述共混配方和制備的樣品按ASTM標(biāo)準進行力學(xué)性能測定。采用D-638標(biāo)準測定樣品的拉伸強度和斷裂延伸率；采用D-790標(biāo)準測定樣品的抗彎強度和模量；采用D-256標(biāo)準測定樣品的懸臂梁(Izod)缺口沖擊強度；采用國產(chǎn)PHB-625型工程塑料硬度計測定樣品的布氏硬度值。
所有配方例中所用的PPO為2，6二甲基-1，4聚苯醚，聚酰胺為尼龍6，EPDM和用于比較的EPR彈性體是經(jīng)過馬來酸酐化。實施例1(對比例)將PPO粉料和尼龍6粒料干燥后，按PPO/尼龍6重量比為10∶90，在SHJ-30型雙螺桿擠出機進行共混造粒。螺桿直徑為30mm，長徑比為23.2，轉(zhuǎn)速為50轉(zhuǎn)/分。料筒溫度從1-4段分別為240、270、285和285℃。
將上述得到的共混粒料干燥后，在SZ-160/80型注塑機上注射成標(biāo)準樣品，料筒溫度與擠出造粒的條件同。模溫為80℃，注射壓力為7MPa，注射周期40秒，保壓20秒。注射后的樣品在干燥器中23℃存放40小時以上，再進行力學(xué)性能測定。其結(jié)果見表3。實施例2(對比例)將PPO與尼龍6重量比為20∶80的料，按實施例1的工藝條件制備樣品和進行性能測定。其結(jié)果見表3。實施例3(對比例)將PPO與尼龍6重量比為30∶70的料，按實施例1的工藝條件制備樣品和進行性能測定。其結(jié)果見表3。表3 未增韌改性PPO/PA-6共混合金的力學(xué)性能
與實施例1相同工藝條件制備的純尼龍6在23℃的Izod缺口沖擊強度為40(J/m)，而純PPO為39(J/m)。
由上說明，未加增韌劑除PPO/PA-6配比為10∶90的沖擊強度比純PPO和純尼龍略高些，其它配比都比純組分低。總之，共混合金是脆的。實施例4將PPO、尼龍6和m-EPDM配比為5∶80∶15進行一次性共混造粒，然后注射成標(biāo)準樣品。造粒和注塑樣品的工藝條件與實施例1同。性能結(jié)果見表2。實施例5將PPO、尼龍6和m-EPDM配比為10∶75∶15進行一次性共混造粒(實施例4)，并按實施例1的工藝條件進行造粒、注塑成樣品和進行性能測定。結(jié)果見表2。實施例6將PPO、尼龍6和m-EPDM配比為50∶35∶15進行一次性共混造粒(實施例4)，并按實施例1的工藝條件進行造粒、注塑成樣品和進行性能測定。結(jié)果見表2。實施例7將PPO、尼龍6和m-EPDM配比為75∶10∶15進行一次性共混造粒(實施例4)，并按實施例1的工藝條件進行造粒、注塑成樣品和進行性能測定。結(jié)果見表2。實施例8將PPO、尼龍6和m-EPDM配比為10∶85∶5進行一次性共混造粒(實施例4)，并按實施例1的工藝條件進行造粒、注塑成樣品和進行性能測定。結(jié)果見表2。實施例9將PPO、尼龍6和m-EPDM配比為10∶70∶20進行一次性共混造粒(實施例4)，并按實施例1的工藝條件進行造粒、注塑成樣品和進行性能測定。結(jié)果見表2。實施例10將PPO、尼龍6和m-EPDM配比為10∶40∶50進行一次性共混造粒(實施例4)，并按實施例1的工藝條件進行造粒、注塑成樣品和進行性能測定。結(jié)果見表2。實施例11將PPO、尼龍6和m-EPDM配比為30∶50∶20進行一次性共混造粒(實施例4)，并按實施例1的工藝條件進行造粒、注塑成樣品和進行性能測定。結(jié)果見表2。實施例12將PPO、尼龍6和m-EPDM配比為30∶20∶50進行一次性共混造粒(實施例4)，并按實施例1的工藝條件進行造粒、注塑成樣品和進行性能測定。結(jié)果見表2。
由表2說明，彈性體含量在5％～50％都可以提高共混合金的韌性，其斷裂伸長率也高。但彈性體含量過高不僅沖擊強度和斷裂伸長率下降，也使其他力學(xué)性能降下來。實施例13將PPO、尼龍6和彈性體m-EPR配比為5∶80∶15進行一次性共混造粒(實施例4)，并按實施例1的工藝條件進行造粒、注塑成共混合金的樣品和進行性能測定。其結(jié)果與相同配比、相同工藝條件由m-EPDM彈性體組成的PPO/尼龍共混合金(實施例4)進行比較。見表4。實施例14將PPO、尼龍6和彈性體m-EPR配比為10∶75∶15進行一次性共混造粒(實施例4)，并按實施例1的工藝條件進行造粒、注塑成共混合金的樣品和進行性能測定。其結(jié)果與相同配比、相同工藝條件由m-EPDM彈性體組成的PPO/尼龍共混合金(實施例5)進行比較。見表4。實施例15將PPO、尼龍6和彈性體m-EPR配比為50∶35∶15進行一次性共混造粒(實施例4)，并按實施例1的工藝條件進行造粒、注塑成共混合金的樣品和進行性能測定。其結(jié)果與相同配比、相同工藝條件由m-EPDM彈性體組成的PPO/尼龍共混合金(實施例6)進行比較。見表4。表4不同彈性體(含量固定為15％)組成共混合金的力學(xué)性能比較
由表4看出，用m-EPDM改性PPO/尼龍共混物效果比m-EPR的好，不僅韌性好，其它性能差別也不甚大。
權(quán)利要求
1.高韌性聚苯醚/聚酰胺組合物，其特征在于所述的組合物包括如下組分和含量(重量百分數(shù))聚苯醚5～75聚酰胺85～10官能化聚烯烴彈性體 5～50
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高韌性聚苯醚/聚酰胺組合物，其特征在于所述的組合物包括如下組分和含量(重量百分數(shù))聚苯醚5～50聚酰胺80～20官能化聚烯烴彈性體 5～50
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高韌性聚苯醚/聚酰胺組合物，其特征在于所述的聚苯醚為2，6二甲基-1，4聚苯醚。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高韌性聚苯醚/聚酰胺組合物，其特征在于所述的聚酰胺為尼龍6。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高韌性聚苯醚/聚酰胺組合物，其特征在于所述的官能化聚烯烴彈性體為m-EPDM或m-EPR。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高韌性聚苯醚/聚酰胺組合物的制備方法，其特征在于按下列順序步驟進行(1)一次性熔融共混擠出造粒按重量百分數(shù)計將聚苯醚∶聚酰胺∶官能化聚烯烴彈性體為5～50∶80～20∶5～50在240-285℃用螺桿擠出機進行熔融共混擠出造粒，得到共混粒料。(2)熔融注塑成型將上述共混粒料，在240-285℃、注射壓力為6-8MPa和模溫為70-90℃，用注塑機注射成樣品或部件。
全文摘要
本發(fā)明的高韌性聚苯醚(PPO)/聚酰胺(PA)/官能化橡膠彈性體組合物,按重量百分數(shù)其含量分別為5～75,10～85和5～50,經(jīng)熔融共混造粒和熔融注塑成型進行制備。所得組合物具有高韌性和高延伸率。
文檔編號C08L23/00GK1246499SQ9811771
公開日2000年3月8日 申請日期1998年8月31日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月31日
發(fā)明者柯毓才 申請人:中國科學(xué)院化學(xué)研究所