一種多元復(fù)合增韌尼龍6復(fù)合材料、復(fù)合增韌劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多元復(fù)合增韌劑，本發(fā)明還 涉及一種多元復(fù)合增韌尼龍6復(fù)合材料，本發(fā)明還涉及一種多元復(fù)合增韌劑的制備方法， 本發(fā)明還涉及一種多元復(fù)合增韌尼龍6復(fù)合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚酰胺6(PA6)俗稱尼龍6,是一種常用的產(chǎn)量大的工程塑料，具有強(qiáng)度高、耐磨性 佳、同時(shí)兼具耐油、抗化學(xué)腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。與其它工程塑料相比，尼龍6更易于成型，加工過(guò)程 中耗能低。在家用電器、汽車工業(yè)、耐磨材料行業(yè)（如軸承、齒輪、滑輪、帶式傳送系統(tǒng)中所 用的托輥）等具有廣泛的應(yīng)用。但尼龍6分子結(jié)構(gòu)中含有大量的極性酰胺鍵，使其具有較 大的吸濕性，導(dǎo)致成型制品的尺寸穩(wěn)定不好；此外，其低溫及干態(tài)缺口沖擊韌性差，限制其 應(yīng)用的領(lǐng)域。
[0003] 目前，提高尼龍6韌性的傳統(tǒng)和最常用方法是添加橡膠或彈性體與尼龍6進(jìn)行共 混改性。通過(guò)將橡膠或彈性體分散在尼龍6基體中，當(dāng)其受到外界沖擊作用時(shí)，分散在體系 中的橡膠或彈性體吸收能量，在改性材料體系中形成或者產(chǎn)生空洞化作用和屈服，再通過(guò) 界面的傳遞而引發(fā)銀紋和剪切帶，進(jìn)一步消耗大量的能量，從而提高尼龍6的抗沖擊性能 (即韌性）。在此過(guò)程中，橡膠或彈性體在體系中的分散尺寸、均勻性及其與尼龍6基體的 界面結(jié)合力是沖擊性能提高的關(guān)鍵問(wèn)題。
[0004] 授權(quán)公告號(hào)為CN102964822B發(fā)明專利，公開(kāi)了一種硅橡膠增韌改性尼龍樹脂及 其制備方法，以聚硅氧烷為增韌劑，采用氨基硅油為相容劑，與尼龍混合后進(jìn)行熔融共混， 然后再加入含氫硅油作交聯(lián)劑和鉑絡(luò)合物催化劑使尼龍基體中的分散相有機(jī)硅進(jìn)行動(dòng)態(tài) 硫化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)尼龍的增韌。該方法的最大特點(diǎn)是增容與增韌同步進(jìn)行，增韌效果較好。 但所制備的材料成本過(guò)高，限制了其在市場(chǎng)上的推廣。授權(quán)公告號(hào)分別為CN102115591B、 CN101880459B、CN101235197B、CN101191013B、CN102051043B、CN102391431B發(fā) 明專利，公開(kāi)了采用彈性體[主要是乙烯-辛烯（POE)、三元乙丙膠（EPDM)]、相容劑等與尼 龍共混來(lái)提高尼龍的韌性和耐寒性能，均有較好的增韌效果。然而，上述這些公開(kāi)的技術(shù)方 案中，所采用的改性劑都是純的彈性體，而這些材料價(jià)格比較高，致使制備出的材料性價(jià)比 較低。另外，由于沒(méi)有對(duì)增韌劑的流動(dòng)性進(jìn)行有效的改善，其在改性過(guò)程中的分散性能和改 性后的尼龍復(fù)合材料流動(dòng)性不佳，不僅將影響后續(xù)材料成型加工生產(chǎn)，而且改性劑的性能 也沒(méi)有得到充分發(fā)揮，因此，具有一定的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明旨在提供一種多元復(fù)合增韌尼龍6復(fù)合材 料。該多元復(fù)合改性尼龍6復(fù)合材料綜合了尼龍6的力學(xué)性能優(yōu)良、耐油、耐腐蝕，廢舊橡 膠粉的韌性以及低成本性，以及熱塑性彈性體P0E優(yōu)異的韌性等特點(diǎn)，制造出具有良好的 韌性、抗老化性、耐油耐腐蝕性以及優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)兼具節(jié)能降耗、降低成 本以及規(guī)?；a(chǎn)的需求。
[0006] 本發(fā)明的另一目的是提供一種多元復(fù)合增韌尼龍6復(fù)合材料的制備方法。
[0007] 本發(fā)明的另一目的是提供一種復(fù)合增韌劑及其制備方法。
[0008] 本發(fā)明所采用的第一技術(shù)方案是，一種多元復(fù)合增韌尼龍6復(fù)合材料，按照質(zhì)量 份包括以下組分：尼龍6為100份；復(fù)合增韌劑5份~50份；抗氧劑0. 05份~1份；無(wú)機(jī) 粉體材料1份~10份。
[0009] 在上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步地，該多元復(fù)合增韌尼龍6復(fù)合材料，按照質(zhì)量份包括 以下組分：尼龍6為100份；復(fù)合增韌劑10份~30份；抗氧劑0. 05份~0. 08份；無(wú)機(jī)粉 體材料5份~8份。
[0010] 復(fù)合增韌劑按照質(zhì)量份包括以下組分：改性彈性體三元乙丙橡膠60份-80份；改 性后的廢舊輪胎膠粉20份-40份；其中，改性彈性體三元乙丙橡膠按照質(zhì)量份包括以下組 分：改性單體馬來(lái)酸酐0. 5~2. 5份，引發(fā)劑過(guò)氧化二異丙苯0. 02~0. 2份，基體三元乙丙 橡膠100份，聚丙烯5份-10份；改性后的廢舊輪胎膠粉按照質(zhì)量份包括以下組分：廢舊輪 胎膠粉100份，增溶劑〇. 5份-10份，偶聯(lián)劑0. 1份-5份。
[0011] 廢舊橡膠粉的粒徑為40目~100目，抗氧劑為抗氧劑1010。
[0012] 本發(fā)明所采用的第二技術(shù)方案是，一種多元復(fù)合增韌尼龍6復(fù)合材料的制備方 法，具體按照以下步驟實(shí)施：
[0013] 步驟1、原料預(yù)處理：將尼龍6、經(jīng)過(guò)表面處理后的廢舊輪胎膠粉、無(wú)機(jī)粉體填料等 在在50°C~100°C分別干燥1~24小時(shí)；
[0014] 步驟2、制備復(fù)合增韌劑，具體為；
[0015]步驟2. 1、制備改性彈性體三元乙丙橡膠；
[0016] 步驟2. 2、對(duì)廢舊輪胎膠粉進(jìn)行表面改性；
[0017] 步驟2. 3、制備得到復(fù)合增韌劑；
[0018] 步驟3、稱量，按照質(zhì)量份稱量以下組分：尼龍6100份，復(fù)合增韌劑5份~50份， 無(wú)機(jī)粉體材料1份~10份，抗氧劑〇. 05份~1份；
[0019] 步驟4、混合，將稱量好的尼龍6、復(fù)合增韌劑、無(wú)機(jī)粉體材料和抗氧劑加入到高速 混合機(jī)中混合3-10min，混合均勾；
[0020] 步驟5、擠壓，將上述混合好的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，進(jìn)行擠出造粒， 冷卻，烘干，即得多元復(fù)合增韌尼龍6復(fù)合材料。
[0021] 在上述技術(shù)方案中，
[0022] 步驟2中制備復(fù)合增韌劑，具體為：
[0023] 步驟2. 1、制備改性彈性體三元乙丙橡膠，具體為：
[0024] 步驟2. 1. 1、按照質(zhì)量份稱量以下組分：改性單體馬來(lái)酸酐0. 5~2. 5份，引發(fā)劑 過(guò)氧化二異丙苯〇. 02~0. 2份，基體三元乙丙橡膠100份，聚丙烯5份-10份；
[0025] 步驟2. 1. 2、將稱量好的改性單體馬來(lái)酸酐、引發(fā)劑過(guò)氧化二異丙苯用丙酮溶解均 勻后，噴灑到EPDM中，然后將其與稱量好的聚丙烯在高速混合機(jī)中混合均勻，待丙酮揮發(fā) 后，混合物經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)中擠出、造粒、干燥，即得MAH接枝的EPDM，即EPDM-MAH;其中，擠 出溫度為：170~205°C;擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為：60~120r/min;
[0026] 步驟2. 2、對(duì)廢舊輪胎膠粉進(jìn)行表面改性，具體為；
[0027] 步驟2. 2. 1、按照質(zhì)量份稱量以下組分：廢舊輪胎膠粉100份，增溶劑0. 5份-10 份，偶聯(lián)劑〇. 1份_5份；
[0028] 步驟2. 2. 2、將稱量好的增溶劑噴灑到開(kāi)啟的裝有廢舊輪胎膠粉的混合機(jī)中，混 合均勻后，將其倒出，放置3-5天后，將其放入高速混合機(jī)中，開(kāi)啟混合機(jī)，將偶聯(lián)劑噴灑其 中，混合均勻后，即得改性后的廢舊輪胎膠粉；其中，偶聯(lián)劑為硅烷系列，增溶劑為環(huán)烷油、 松焦油、芳香烴油中的一種或幾種；
[0029] 步驟2. 3、制備得到復(fù)合增韌劑，具體為：
[0030] 步驟2. 3. 1、稱量：按照質(zhì)量份稱量以下組分：改性彈性體三元乙丙橡膠60份-80 份；改性后的廢舊輪胎膠粉20份-40份；
[0031] 步驟2. 3. 2、將稱量好的改性彈性體三元乙丙橡膠和改性后的廢舊輪胎膠粉放入 高速混合機(jī)混合，制備得到復(fù)合增韌劑。
[0032] 步驟6中擠出機(jī)條件設(shè)置：第一段至第七段溫度分別為190°C-2KTC、 20(TC-22(TC、20(TC-22(TC、20(TC-22(TC、20(TC_225。(：、200。(： _225。(：、200。(： -22(TC，機(jī) 頭溫度為228 °C。
[0033] 本發(fā)明所采用的第三技術(shù)方案是，一種復(fù)合增韌劑的制備方法，具體按照以下步 驟實(shí)施：
[0034] 步驟A、制備改性彈性體三元乙丙橡膠，具體為：
[0035] 步驟al、按照質(zhì)量份稱量以下組分：改性單體馬來(lái)酸酐0. 5~2. 5份，引發(fā)劑過(guò)氧 化二異丙苯〇. 02~0. 2份，基體三元乙丙橡膠100份，聚丙烯5份-10份；
[0036] 步驟a2、將稱量好的改性單體馬來(lái)酸酐、引發(fā)劑過(guò)氧化二異丙苯用丙酮溶解均勻 后，噴灑到EPDM中，然后將其與稱量好的聚丙烯在高速混合機(jī)中混合均勻，待丙酮揮發(fā)后， 混合物經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)中擠出、造粒、干燥，即得MAH接枝的EPDM，即EPDM-MAH;其中，擠出 溫度為：170~205°C;擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為：60~120r/min;
[0037] 步驟B、對(duì)廢舊輪胎膠粉進(jìn)行表面改性，具體為；
[0038] 步驟bl、按照質(zhì)量份稱量以下組分：廢舊輪胎膠粉100份，增溶劑0. 5份-10份， 偶聯(lián)劑〇. 1份_5份；
[0039] 步驟b2、將稱量好的增溶劑噴灑到開(kāi)啟的裝有廢舊輪胎膠粉的混合機(jī)中，混合均 勻后，將其倒出，放置3-5天后，將其放入高速混合機(jī)中，開(kāi)啟混合機(jī)，將偶聯(lián)劑噴灑其中， 混合均勻后，即得改性后的廢舊輪胎膠粉；其中，偶聯(lián)劑為硅烷系列，增溶劑為環(huán)烷油、松焦 油、芳香烴油中的一種或幾種；
[0040] 步驟C、制備得到復(fù)合增韌劑，具體為：
[0041] 步驟cl、稱量：按照質(zhì)量份稱量以下組分：改性彈性體三元乙丙橡膠60份-80份； 改性后的廢舊輪胎膠粉20份-40份；
[0042] 步驟c2、將稱量好的改性彈性體三元乙丙橡膠和改性后的廢舊輪胎膠粉