专利名称：原位反应增容法制备超韧尼龙66合金及其方法
技术领域：
本发明属于材料领域，具体涉及一种利用原位反应增容的方法制备出具有高韧性、耐低温性与低吸水率的尼龙66合金。
背景技术：
聚酰胺，又称尼龙(PA)，是五大通用工程塑料中用途最广、品种最多、产量最大、综合性能优良的基础树脂。PA66为半透明或不透明的乳白色结晶聚合物，其具有强度高、耐磨、耐溶剂和使用温度范围广等优点，广泛用于汽车制造、机械设备、电子电器、医疗器械和精密仪器等领域。但PA66由于强极性的特点，存在吸湿性强、尺寸稳定性差且低温和干态下的缺口冲击强度低等缺点，使其应用受到限制。超韧尼龙作为改性尼龙的一大品种，主要通过添加橡胶弹性体、热塑性弹性体、茂 金属聚烯烃等增韧剂，经双螺杆挤出机共混制得的。同时，增韧剂一般都是通过接枝极性基团与尼龙末端的氨基或羧基反应而增强尼龙树脂和增韧剂之间的相容性。增韧剂的加入能大幅度提高尼龙的缺口冲击强度和耐低温性，同时也降低了尼龙的吸水性。POE是乙烯和辛烯的共聚物，具有优异的耐老化性、耐紫外光性、良好的力学性能和加工流变性能，低温韧性好，性价比较高的优点，因而在聚烯烃弹性体增韧尼龙的体系中，POE是应用比较多的一种弹性体。但是POE为非极性弹性体，POE与PA66简单共混得到的共混物的力学性能并不好，因此需要对POE进行接枝改性。专利CN03116291. 6公开了通过尼龙、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和过氧化物动态硫化制备超韧尼龙，专利CN200710047048. 8公开了一种尼龙66超韧级热塑性工程塑料，CN200910233106. 5公开了耐寒超韧尼龙66及其制作工艺，专利201010139598. 4公开了以尼龙和衣康酸接枝POE来制备超韧尼龙合金。原位反应增容是指把两种高聚物、含极性基团的乙烯基单体与引发剂一并放入到平行双螺杆挤出机里，在挤出过程中先就地产生含极性基团的高聚物，然后该高聚物与另一高聚物形成带有增容性的高聚物。本发明采用原位增容的方法，在平行双螺杆挤出机里，POE分子在引发剂的作用下接枝上马来酸酐基团，使其具有较强的极性，利用POE-g-MAH的酸酐基团与尼龙66的端氨基反应来改善PA66/P0E体系的相容性，从而得到性能优异的超韧尼龙66合金，使用该方法目前在国内外属发明人首创。
发明内容
本发明的目的是采用原位反应增容的方法，将尼龙66、乙烯与辛烯共聚物(POE)、引发剂和顺丁烯二酸酐共混后，在平行双螺杆挤出机中，原位生成接枝的高聚物POE-g-MAH,并且POE-g-MAH的酸酐基团可以和尼龙66的端氨基发生缩合反应形成带有增容性的高聚物P0E-g-MAH-g-PA66，从而改善尼龙66与POE之间的相容性，制备出具有高韧性、耐低温性与低吸水率的超韧尼龙66合金。
为了实现本发明的目的，本发明的技术方案为用原位反应增容法制备超韧尼龙66合金提供了一组组合物，该组合物包括以下重量份的化合物尼龙6655 95 份，POE5 45 份，引发剂O. 01 I份，顺丁烯二酸酐O. I 4份，在其中一些实施例中，所述引发剂为有机类过氧化物，包括氢过氧化物类、过氧化二烷基类、过氧化二酰类、过氧化酯类、过氧化二碳酸酯类，任意选一种弓I发剂，它们的加入起到引发产生接枝高聚物POE-g-MAH的作用。
在其中一些实施例中，所述有机类过氧化物为过氧化二烷基类中的过氧化二异丙苯、2，5- 二甲基-2，5- 二叔丁基过氧化己烷。本发明的另一目的是提供使用原位反应增容法制备超韧尼龙66合金的方法，具体的技术方案，包括以下步骤⑴、将上述重量份的引发剂与顺丁烯二酸酐溶于稀释剂中，放置备用；⑵、将上述重量份的尼龙66置于真空烘箱中进行烘干处理，控制烘箱温度在80 100°C，干燥4 12小时，将上述重量份的POE置于真空烘箱中进行烘干处理，控制烘箱温度在60 80°C，干燥4 12小时，然后将尼龙66和POE冷却至室温；⑶、将进行烘干处理的尼龙66与POE混合均匀，将引发剂与顺丁烯二酸酐混合溶液倒入尼龙66与POE的共混物中，共混物放置于空气中，使稀释剂挥发出去，得到预混合料；⑷、将混合好的预混合料置于平行双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒，既得；加工工艺参数如下所述平行双螺杆挤出机有七个温控区，其中，一区温度150 260°C，二区温度170 280°C，三区温度250 285°C，四区温度250 285°C，五区温度250 285°C，六区温度250 285 °C，七区温度250 285 °C，模头温度250 285 °C，螺杆转速为25 200r/min。在其中一个实施例中，制备方法的优选方案包括以下步骤⑴、将上述重量份的引发剂与顺丁烯二酸酐溶于稀释剂丙酮中，放置备用；⑵、将上述重量份的尼龙66置于真空烘箱中进行烘干处理，控制烘箱温度在90°C，干燥4 6小时，将上述重量份的POE置于真空烘箱中进行烘干处理，控制烘箱温度在70°C，干燥4 6小时，然后将尼龙66和POE冷却至室温；⑶、将引发剂与顺丁烯二酸酐混合溶液倒入尼龙66与POE的共混物中，共混物放置于空气中，使稀释剂丙酮挥发出去；⑷、将混合好的预混合料置于平行双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒；加工工艺如下平行双螺杆挤出机螺杆转速为25 100r/min，一区温度150 200°C，二区温度170 210°C，三区温度250 270°C，四区温度260 270°C，五区温度260 270°C，六区温度260 270°C，七区温度260 270°C，模头温度260 270°C。上述步骤中，选取的稀释剂为丙酮、丁酮，稀释剂优选为丙酮；选取的引发剂优选为2，5- 二甲基-2，5- 二叔丁基过氧化己烷；
其中平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹；螺杆长度(L)和直径(D)之比(L/D)为20 60，优选35 60 ;螺杆必须有一个以上的啮合块区，优选2个啮合块区，啮合块区有助于物料在挤出机中混合得更均匀；螺杆必须有一个以上的反螺纹区，优选2个反螺纹区，反螺纹区有助于物料在挤出机中混合得更均匀，并且可以延长物料在挤出机中停留的时间，使得原位增容反应更加充分。本发明所提供的原位反应增容法制备超韧尼龙66合金的制备方法具有以下优
占-
^ \\\ ·I、采用本发明的方法制备超韧尼龙66合金，综合性能优异，尤其缺口冲击强度较高、抗低温冲击性能佳和吸水率低。2、采用本发明的方法制备超韧尼龙66合金，其工艺简单，易于控制，对设备要求 不高，所使用的设备均为通用的聚合物加工设备，投资不高。3、采用本发明的方法制备超韧尼龙66合金，缩短了工艺流程，节省能源，提高了生产效率，易于推广应用。4、本发明的产品可用于生产高韧性、耐磨、自润滑性优良的各种汽车部件、机械部件、电子电器、包装材料等；在化工领域可用于制造耐腐蚀的容器和设备；电器行业可用于生产绝缘材料及仪器仪表的外壳、零部件等。
图I所示为比较例2中POE在PA66中的分散形态；图2所示为实施例I中POE在PA66中的分散形态；图3所示为实施例3中POE在PA66中的分散形态；图4所示为实施例的流程示意图；图5所示为实施例的反应机理示意图。
具体实施例方式为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，解析本发明的优点与精神，藉由以下通过实施例对本发明做进一步的阐述。本发明原位反应增容法制备超韧尼龙66合金的反应机理如下(反应流程示意图请见图4，反应机理示意图请见图5):(分子结构示意)
权利要求
1.一种超韧尼龙66合金，其特征在于，其原料组成及重量份为 尼龙6655 95份， POE5 45 份， 引发剂0.01 I份， 顺丁烯二酸酐0.1 4份， 所述的引发剂为有机类过氧化物，包括氢过氧化物类、过氧化二烷基类、过氧化二酰类、过氧化酯类、过氧化二碳酸酯类。
2.根据权利要求I所述的超韧尼龙66合金，其特征在于，所述的有机类过氧化物为过氧化二烷基类中的过氧化二异丙苯、2，5- 二甲基-2，5- 二叔丁基过氧化己烷。
3.—种原位反应增容法制备权利要求I 2任一项所述超韧尼龙66合金的方法，其特征在于，包括以下步骤 ⑴、将所述重量份的引发剂与顺丁烯二酸酐溶于稀释剂中，放置备用； ⑵、将所述重量份的尼龙66置于真空烘箱中进行烘干处理，控制烘箱温度在80 100°C，干燥4 12小时，将所述重量份的POE置于真空烘箱中进行烘干处理，控制烘箱温度在60 80°C，干燥4 12小时，然后将尼龙66和POE冷却至室温； ⑶、将进行烘干处理的尼龙66与POE混合均匀，将引发剂与顺丁烯二酸酐混合溶液倒入尼龙66与POE的共混物中，共混物放置于空气中，使稀释剂挥发出去，得到预混合料； ⑷、将混合好的预混合料置于平行双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒，即得； 加工工艺参数如下 所述平行双螺杆挤出机有七个温控区，其中，一区温度150 260°C，二区温度170 280°C，三区温度250 285°C，四区温度250 285°C，五区温度250 285°C，六区温度250 285°C，七区温度250 285°C，模头温度250 285°C，螺杆转速为25 200r/min。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 ⑴、将所述重量份的引发剂与顺丁烯二酸酐溶于稀释剂丙酮中，放置备用； ⑵、将所述重量份的尼龙66置于真空烘箱中进行烘干处理，控制烘箱温度在90°C，干燥4 6小时，将所述重量份的POE置于真空烘箱中进行烘干处理，控制烘箱温度在70°C，干燥4 6小时，然后将尼龙66和POE冷却至室温； ⑶、将引发剂与顺丁烯二酸酐混合溶液倒入尼龙66与POE的共混物中，共混物放置于空气中，使稀释剂丙酮挥发出去； ⑷、将混合好的预混合料置于平行双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒； 加工工艺如下平行双螺杆挤出机螺杆转速为25 100r/min，一区温度150 200°C，二区温度170 210°C，三区温度250 270°C，四区温度260 270°C，五区温度260 2700C，六区温度260 270°C，七区温度260 270°C，模头温度260 270°C。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述稀释剂为丙酮、丁酮。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述螺杆形状为单线螺纹；螺杆长度L和直径D之比L/D为20 60。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述螺杆必须有一个以上的啮合块区，所述螺杆必须有一个以上的反螺纹区。
全文摘要
本发明公开了一种原位反应增容法制备超韧尼龙66合金及其方法，改善尼龙66与POE之间的相容性，制备出具有高韧性、耐低温性与低吸水率的超韧尼龙66合金。本发明的超韧尼龙66合金包括以下重量份的化合物尼龙66，55～95份；POE，5～45份；引发剂，0.01～1份；顺丁烯二酸酐，0.1～4份，引发剂为有机类过氧化物。本发明所提供的超韧尼龙66合金，综合性能优异，尤其缺口冲击强度较高、抗低温冲击性能佳和吸水率低，产品可用于生产高韧性、耐磨、自润滑性优良的各种汽车部件、机械部件、电子电器、包装材料等。
文档编号C08J3/24GK102796229SQ20121027239
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月1日 优先权日2012年3月12日
发明者朱怀才, 王忠强 申请人:东莞市信诺橡塑工业有限公司