尼龙610模塑组合物、应用及使尼龙610模塑组合物实现刚韧平衡的方法
【专利摘要】本发明公开一种尼龙610模塑组合物及其制备方法和应用。所述尼龙610模塑组合物包括以下重量份的组分：尼龙610树脂：70~85；增韧组分：15~30；所述增韧组分由不饱和酸酐接枝聚烯烃弹性体和聚烯烃组成；所述聚烯烃为结晶性的乙烯类聚合物；其中，不饱和酸酐接枝聚烯烃弹性体与聚烯烃的重量比为1:4~4:1。本发明通过特别筛选的增韧组分，及对增韧组分中各组分的比例的筛选，使得到的尼龙610模塑组合物在韧性得到大幅提高的同时，刚性下降较少，因此得到的尼龙610模塑组合物达到刚性韧性的平衡，具有更广泛的应用前景。
【专利说明】尼龙610模塑组合物、应用及使尼龙610模塑组合物实现刚韧平衡的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于尼龙组合物领域，尤其涉及一种尼龙610的模塑组合物、应用及使尼龙610增韧组合物实现刚韧平衡的方法。
【背景技术】
[0002]尼龙610具有耐磨、耐油、耐冲击、耐疲劳、耐腐蚀、自润滑性能优良、摩擦系数小等优异的特性。此外，与常用的PA6和PA66相比，尼龙610具有吸水率低，对制件尺寸影响较小的特点，其应用越来越广泛。但普通尼龙610存在干态和低温缺口冲击性能差的弱点，使其应用领域受到一定限制。现有技术中采用弹性体接枝反应性基团与尼龙610树脂共混来增韧尼龙。但是弹性体与尼龙610共混，提高材料韧性的同时，也降低了材料的刚性。
[0003]CN102942786A公开一种采用顺丁烯二酸酐接枝聚烯烃弹性体与聚烯烃弹性体组合改善尼龙的加工性能，其采用的聚烯烃弹性体为非晶乙烯与31个碳原子的α -烯烃的二元共聚物，该聚烯烃弹性体主要起到改善尼龙组合物的加工性能，并不能进一步增加尼龙的韧性，并且该文献中也并未提及对尼龙组合物刚性的影响。
【发明内容】
[0004]本发明的发明目的，是为了克服现有技术的不足，提供一种同时具有高韧性和高刚性的尼龙610模塑组合物。
[0005]本发明的另一目的在于提供所述尼龙610模塑组合物的应用。
[0006]本发明的另一目的在于提供一种使尼龙610模塑组合物实现刚韧平衡的方法。
[0007]一种尼龙610模塑组合物，包括以下重量份的组分:
尼龙610树脂:70~85 ；
增韧组分:15~30 ；
所述增韧组分由不饱和酸或不饱和酸酐接枝聚烯烃弹性体和聚烯烃组成；
所述聚烯烃为结晶性的乙烯类聚合物；
其中，不饱和酸或不饱和酸酐接枝聚烯烃弹性体与聚烯烃的重量比为1:4~4:1。
[0008]一种尼龙610模塑组合物，由以下按重量份的组分组成:
尼龙610树脂:70~85 ；
增韧组分:15~30 ；
所述增韧组分由不饱和酸或不饱和酸酐接枝聚烯烃弹性体和聚烯烃组成；
所述聚烯烃为结晶性的乙烯类聚合物；
其中，不饱和酸或不饱和酸酐接枝聚烯烃弹性体与聚烯烃的重量比为1:4~4:1。
[0009]尼龙610是一种力学性能良的热塑性工程塑料。其具有明显的熔点，是一种结晶性尼龙。
·[0010]发明人发现，单独采用不饱和酸或不饱和酸酐接枝聚烯烃弹性体作为增韧组分时，虽然可以提高尼龙模塑组合物的抗冲性能，但是机械性能下降明显，而当配方中混入适量的聚烯烃，使配方中不饱和酸或不饱和酸酐接枝聚烯烃弹性体与聚烯烃的重量比为1:41:1时，得到的尼龙610模塑组合物在韧性增加的同时，能保持较好的刚性。[0011]作为一种优选方案，所述不饱和酸或不饱和酸酐接枝聚烯烃弹性体与聚烯烃的重量比为2:3~3:2。材料的韧性增加更显著，且同时刚性保持得更好，因此，在这个优选范围内，可以更好地实现尼龙610模塑物的刚韧平衡。
[0012]本申请中，所述的不饱和酸或不饱和酸酐为本领域常用的不饱和酸或不饱和酸酐，例如丙烯酸、马来酸酐或衣康酸酐，作为一种优选方案，优选采用不饱和酸酐接枝聚烯烃弹性体，所述不饱和酸酐为马来酸酐；作为一种更优选方案，所述不饱和酸酐接枝聚烯烃弹性体为马来酸酐接枝三元乙丙橡胶EPDM-g-MAH和/或马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物POE-g-MAH。马来酸酐接枝的聚烯烃弹性体比其它不饱和酸或不饱和酸酐接枝聚烯烃弹性体更常用。
[0013]本申请所述聚烯烃为结晶性的乙烯类聚合物，所述结晶性的乙烯类聚合物具有明显的熔点。作为一种优选方案，所述聚烯烃优选为超高分子量聚乙烯UHMWPE、高密度聚乙烯HDPE、线性低密度聚乙烯LLDPE或低密度聚乙烯LDPE中的任意一种或几种。作为一种更优选方案，所述聚烯烃更优选为高密度聚乙烯HDPE、线性低密度聚乙烯LLDPE或低密度聚乙烯LDPE。作为一种最优选方案，所述聚烯烃最优选为高密度聚乙烯HDPE。
[0014]作为一种优选方案，所述不饱和酸或不饱和酸酐接枝聚烯烃弹性体的接枝率为0.5%~1.3%，所述不饱和酸或不饱和酸酐接枝聚烯烃弹性体的熔体流动速率依据ASTMD1238在190°C下加载荷2.16Kg测试值为0.5~6.0g/10min。
[0015]上述接枝率的测定为采用滴定法，用酚酞作指示剂，用醋酸-二甲苯溶液滴定测定。
[0016]作为一种优选方案，所述尼龙610树脂根据标准IS0307测试相对粘度为1.7^3.4，更优选相对粘度为H 8的尼龙610树脂。发明人发现，尼龙610树脂相对粘度越高，增韧尼龙模塑组合物的韧性相应越高，但尼龙610树脂相对粘度升高，其加工性能下降。兼顾机械性能与加工性能，作为一种更优选方案，更优选相对粘度为2.1~2.6的尼龙610树脂。
[0017]作为一种优选方案，所述尼龙610模塑组合物中，尼龙610树脂的含量为70-80重量份。
[0018]作为一种优选方案，所述尼龙610模塑组合物中还包括不高于0.6重量份的的助剂，所述助剂选自抗氧剂、润滑剂以及成核剂中的至少一种。
[0019]所述抗氧剂可选为N，N’ -1,6-己二基二(3，5-二(1，1-二甲基乙基)_4_羟基)苯丙酰(通用名为抗氧剂1098)、四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯(通用名为抗氧剂1010)、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(通用名为抗氧剂168)或铜盐复合抗氧剂中的至少一种。作为一种优选方案，所述抗氧剂优选为抗氧剂1098。所述铜盐复合抗氧剂由50~90wt%的碘化钾和10~50wt%的碘化亚铜组成，或者由50~90wt%的溴化钾与10~50wt%的碘化亚铜组成。
[0020]所述润滑剂可选为氧化聚乙烯蜡、褐煤酸酯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸铝、硅酮、N，N’-乙撑双硬脂酰胺(EBS)或N，N’-乙撑双硬脂酰胺接枝物(TAF)，所述润滑剂优选为褐煤酸酯蜡。[0021]所述成核剂可选为无机成核剂和/或有机成核剂。优选地，所述无机成核剂的颗粒粒径小于I μ m。
[0022]作为一种优选方案，所述成核剂优选为滑石粉、蒙脱土、碳酸钙、苯甲酸钠、山梨醇二苄酯或羧酸钠盐中的至少一种。
[0023]作为一种更优选方案，所述成核剂更优选为滑石粉。
[0024]作为一种可选方案，所述尼龙610模塑组合物中还可以包括:抗UV剂、抗静电剂、着色剂等常用添加剂。这些添加剂的添加量优选不超过尼龙610树脂与增韧组分的重量和的0.5wt%，避免因这些常用添加剂的添加影响尼龙610模塑组合物的刚性。
[0025]一种尼龙610模塑组合物的制备方法，包括以下步骤:
将各组分用高混机混合均匀或用预混机混合均匀，加入到挤出机中，22(T260°C下熔融挤出造粒，制备得到高冲击强度的尼龙610模塑组合物。
[0026]所述尼龙610模塑组合物由于具有高韧性和良好的刚性，在电子电气、电动工具、交通运输、汽车、机械、仪表、建筑、航空航天等领域有广泛的应用前景。
[0027]本发明所述尼龙610模塑组合物同时具有较高的熔体强度，因此即可以用于注塑成型，还可以用于挤出成型或吹塑成型。
[0028]一种使尼龙610增韧组合物实现刚韧平衡的方法，在所述尼龙610增韧组合物中，包括以下重量份的组分:
尼龙610树脂:70~85份；
增韧组分:15~30份；
所述增韧组分由不饱和酸或不饱和酸酐接枝聚烯烃弹性体和聚烯烃组成；
所述聚烯烃为结晶性的乙烯类聚合物；
其中，不饱和酸或不饱和酸酐接枝聚烯烃弹性体与聚烯烃的重量比为1:4~4:1。
[0029]作为一种优选方案，所述不饱和酸或不饱和酸酐接枝聚烯烃弹性体与聚烯烃的重量比为2:3~3: 2。在这个优选范围内，材料的韧性增加更显著，且同时刚性保持得更好，可以更好地实现尼龙610模塑物的刚韧平衡。
[0030]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果: 本发明公开一种使尼龙610增韧组合物实现刚韧平衡的方法，其通过特别筛选的增韧组分，及对增韧组分中各组分的比例的筛选，使得到的尼龙610模塑组合物在韧性得到大幅提高的同时，刚性下降较少，因此得到的尼龙610模塑组合物达到刚性韧性的平衡，具有更广泛的应用前景。
【具体实施方式】
[0031]下面结合一些【具体实施方式】对本发明尼龙610模塑组合物及其制备方法做进一步描述。具体实施例为进一步详细说明本发明，非限定本发明的保护范围。润滑剂、成核剂以及抗氧剂的种类及含量对本发明尼龙610模塑组合物的性能影响不大，以下实施例以褐煤酸酯蜡、滑石粉、抗氧剂1098为例加以说明，不一一举例。
[0032]所有本发明提供的实施例中，提供的原材料均可从市面采购获得。
[0033]其中，尼龙610树脂选自苏州翰普高分子材料有限公司的Hiprolon 70，其相对粘度为2.3。[0034]尼龙66树脂选自平顶山神马股份有限公司的EPR24，其相对粘度为2.4 ； POE-g-MAH选自以色列 Polyram Ram-On Industries 的 B0NDYRAM 7103,其溶体流动速
率为1.5g/10min, MAH的接枝率为0.8%。
[0035]EPDM-g-MAH 选自以色列 Polyram Ram-On Industries 的 B0NDYRAM 7003，其熔体流动速率为5.5g/10min, MAH的接枝率为0.8%。
[0036]HDPE 牌号为 DMDA8008。
[0037]LDPE 的牌号为 LB75OONtj
[0038]LLDPE 的牌号为 LL6101XR。
[0039]褐煤酸酯腊选自德国科莱恩公司的Licowax E。滑石粉的粒径为0.8 μ m ;以下所有本发明提供的实施例中的原材料均为重量份。
[0040]本发明制备得到的尼龙610模塑组合物按照标准制备样条进行以下性能测试:悬臂梁缺口冲击强度:按IS0180/1A进行测试，试样的尺寸为80X10X4mm3，A型缺口 ；弯曲模量:按IS0178进行测试，试样的尺寸为80X 10X4mm3，测试速度为2mm/min。
[0041]实施例1
将 80 份 Hiprolon 70、4 份 DMDA8008、16 份 B0NDYRAM 7103,0.1 份抗氧剂 1098,0.3 份Licowax E以及0.2份滑石粉用高混机混合均匀后加入挤出机，在220-260°C下熔融挤出造粒，制备得到尼龙610模塑组合物。
[0042]所述尼龙610模塑组合物性能测试:悬臂梁缺口冲强度为58.2kJ/m2 ;弯曲模量为1700MPa。
`[0043]实施例2
将 80 份 Hiprolon 70、8 份 DMDA8008、12 份 B0NDYRAM 7103,0.1 份抗氧剂 1098,0.3 份Licowax E以及0.2份滑石粉用高混机混合均匀后加入挤出机，在220-260°C下熔融挤出造粒，制备得到尼龙610模塑组合物。
[0044]所述尼龙610模塑组合物性能测试:悬臂梁缺口冲强度为63.9kJ/m2 ;弯曲模量为1730MPa。
[0045]实施例3
将 80 份 Hiprolon 70、10 份 DMDA8008、10 份 B0NDYRAM 7103,0.1 份抗氧剂 1098,0.3份Licowax E以及0.2份滑石粉用高混机混合均匀后加入挤出机，在220_260°C下熔融挤出造粒，制备得到尼龙610模塑组合物。
[0046]所述尼龙610模塑组合物性能测试:悬臂梁缺口冲强度为69.6kJ/m2 ;弯曲模量为1810MPa。
[0047]实施例4
将 80 份 Hiprolon 70、12 份 DMDA8008、8 份 B0NDYRAM 7103,0.1 份抗氧剂 1098,0.3 份Licowax E以及0.2份滑石粉用高混机混合均匀后加入挤出机，在220-260°C下熔融挤出造粒，制备得到尼龙610模塑组合物。
[0048]所述尼龙610模塑组合物性能测试:悬臂梁缺口冲强度为67.3kJ/m2 ;弯曲模量为1870MPa。
[0049]实施例5
将 80 份 Hiprolon 70、16 份 DMDA8008、4 份 B0NDYRAM 7103,0.1 份抗氧剂 1098,0.3 份Licowax E以及0.2份滑石粉用高混机混合均匀后加入挤出机，在220_260°C下熔融挤出造粒，制备得到尼龙610模塑组合物。
[0050]所述尼龙610模塑组合物性能测试:悬臂梁缺口冲强度为32.2KJ/m2 ;弯曲模量为1960MPa。
[0051]实施例6
将 85 份 Hiprolon 70、9 份 DMDA8008、6 份 B0NDYRAM 7103,0.1 份抗氧剂 1098,0.3 份Licowax E以及0.2份滑石粉用高混机混合均匀后加入挤出机，在220_260°C下熔融挤出造粒，制备得到尼龙610模塑组合物。
[0052]所述尼龙610模塑组合物性能测试:悬臂梁缺口冲强度为42.0kJ/m2 ;弯曲模量为2IOOMPa。
[0053]实施例7
将 85 份 Hiprolon 70、6 份 DMDA8008、9 份 B0NDYRAM 7103,0.1 份抗氧剂 1098,0.3 份Licowax E以及0.2份滑石粉用高混机混合均匀后加入挤出机，在220_260°C下熔融挤出造粒，制备得到尼龙610模塑组合物。
[0054]所述尼龙610模塑组合物性能测试:悬臂梁缺口冲强度为43.4kJ/m2 ;弯曲模量为2040MPa。
[0055]实施例8
将 70 份 Hiprolon 70、15 份 DMDA8008、15 份 B0NDYRAM 7103,0.1 份抗氧剂 1098,0.3份Licowax E以及0.2份滑石粉用高混机混合均匀后加入挤出机，在220_260°C下熔融挤出造粒，制备得到尼龙610模塑组合物。
[0056]所述尼龙610模塑组合物性能测试:悬臂梁缺口冲强度为81.6kJ/m2 ;弯曲模量为1350MPa。
[0057]实施例9
将 70 份 Hiprolon 70、12 份 DMDA8008、18 份 B0NDYRAM 7103,0.1 份抗氧剂 1098,0.3份Licowax E以及0.2份滑石粉用高混机混合均匀后加入挤出机，在220_260°C下熔融挤出造粒，制备得到尼龙610模塑组合物。
[0058]所述尼龙610模塑组合物性能测试:悬臂梁缺口冲强度为78.5kJ/m2 ;弯曲模量为1540MPa。
[0059]对比例I
将 80 份 Hiprolon 70,20 份 B0NDYRAM 7103,0.1 份抗氧剂 1098,0.3 份 Licowax E 以及0.2份滑石粉用高混机混合均匀后加入挤出机，在220-260°C下熔融挤出造粒，制备得到尼龙610模塑组合物。
[0060]所述尼龙610模塑组合物性能测试:悬臂梁缺口冲强度为41.4kJ/m2 ;弯曲模量为1640MPa。
[0061]对比例2
将 80 份 Hiprolon 70,20 份 DMDA8008、0.1 份抗氧剂 1098,0.3 份 Licowax E 以及 0.2份滑石粉用高混机混合均匀后加入挤出机，在220-260°C下熔融挤出造粒，制备得到尼龙610模塑组合物。
[0062]所述尼龙610模塑组合物性能测试:悬臂梁缺口冲强度为6.lkj/m2 ;弯曲模量为2150MPa。
[0063]对比例3
将 85 份 Hiprolon 70、15 份 DMDA8008、0.1 份抗氧剂 1098,0.3 份 Licowax E 以及 0.2份滑石粉用高混机混合均匀后加入挤出机，在220-260°C下熔融挤出造粒，制备得到尼龙610模塑组合物。
[0064]所述尼龙610模塑组合物性能测试:悬臂梁缺口冲强度为6.lkj/m2 ;弯曲模量为2250MPa。
[0065]对比例4
将 85 份 Hiprolon 70、15 份 B0NDYRAM 7103,0.1 份抗氧剂 1098,0.3 份 Licowax E 以及0.2份滑石粉用高混机混合均匀后加入挤出机，在220-260°C下熔融挤出造粒，制备得到尼龙610模塑组合物。
[0066]所述尼龙610模塑组合物性能测试:悬臂梁缺口冲强度为33.4KJ/m2 ;弯曲模量1850MPa。
[0067]对比例5
将 70 份 Hiprolon 70,30 份 B0NDYRAM 7103,0.1 份抗氧剂 1098,0.3 份 Licowax E 以及0.2份滑石粉用高混机混合均匀后加入挤出机，在220-260°C下熔融挤出造粒，制备得到尼龙610模塑组合物。
[0068]所述尼龙6模塑组合物性能测试:悬臂梁缺口冲强度为56.9kJ/m2 ;弯曲模量为1210MPa。
[0069]对比例6
将 70 份 Hiprolon 70,30 份 DMDA8008、0.1 份抗氧剂 1098,0.3 份 Licowax E 以及 0.2份滑石粉用高混机混合均匀后加入挤出机，在220-260°C下熔融挤出造粒，制备得到尼龙610模塑组合物。
[0070]所述尼龙610模塑组合物性能测试:悬臂梁缺口冲强度为6.0KJ/m2 ;弯曲模量为1730MPa。
[0071]其余对比例的配方参表4。
[0072]下表1及表2为本发明中实施例与对比例的组分及性能对比表，下表3及表4中实施例10-21与实施例1-9采用同样的实施方式。
[0073]表1
【权利要求】
1.一种尼龙610模塑组合物，其特征在于:包括以下重量份的组分: 尼龙610树脂:70~85 ； 增韧组分:15~30 ； 所述增韧组分由不饱和酸或不饱和酸酐接枝聚烯烃弹性体和聚烯烃组成； 所述聚烯烃为结晶性的乙烯类聚合物； 其中，不饱和酸或不饱和酸酐接枝聚烯烃弹性体与聚烯烃的重量比为1:4~4:1。
2.一种尼龙610模塑组合物，其特征在于:由以下重量份的组分组成: 尼龙610树脂:70~85 ； 增韧组分:15~30 ； 所述增韧组分由不饱和酸或不饱和酸酐接枝聚烯烃弹性体和聚烯烃组成； 所述聚烯烃为结晶性的乙烯类聚合物； 其中，不饱和酸或不饱和酸酐接枝聚烯烃弹性体与聚烯烃的重量比为1:4~4:1。
3.根据权利要求1或2所述的尼龙610模塑组合物，其特征在于:所述不饱和酸或不饱和酸酐接枝聚烯烃弹性体与聚烯烃的重量比为2:3~3:2。
4.根据权利要求1或2所述的尼龙610模塑组合物，其特征在于:所述不饱和酸或不饱和酸酐接枝聚烯烃弹性体为马来酸酐接枝三元乙丙橡胶EPDM-g-MAH和/或马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物POE-g-MAH。
5.根据权利要求1或2所述的尼龙610模塑组合物，其特征在于:所述聚烯烃为超高分子量聚乙烯UHMWPE、高密度聚乙烯HDPE、线性低密度聚乙烯LLDPE或低密度聚乙烯LDPE中的任意一种或几种。
6.根据权利要求1或2所述的尼龙610模塑组合物，其特征在于:所述不饱和酸或不饱和酸酐接枝聚烯烃弹性体的接枝率为0.5%~1.3%，所述不饱和酸或不饱和酸酐接枝聚烯烃弹性体的熔体流动速率依据ASTM D1238在190°C下加载荷2.16Kg测试值为0.5^6.0g/10min。
7.根据权利要求1或2所述的尼龙610模塑组合物，其特征在于:所述尼龙610树脂根据标准IS0307测试的相对粘度为1.7~3.4。
8.根据权利要求1所述的尼龙610模塑组合物，其特征在于:所述尼龙610模塑组合物中还包括不高于0.6重量份的助剂，所述助剂选自抗氧剂、润滑剂以及成核剂中的至少一种。
9.权利要求1至8任一项所述的尼龙610模塑组合物的应用，其特征在于:所述尼龙610模塑组合物在电子电气、电动工具、交通运输、汽车、机械、仪表、建筑、航空航天领域中的应用。
10.一种使尼龙610增韧组合物实现刚韧平衡的方法，其特征在于，在所述尼龙610增韧组合物中，包括以下重量份的组分: 尼龙610树脂:70~85份； 增韧组分:15~30份； 所述增韧组分由不饱和酸或不饱和酸酐接枝聚烯烃弹性体和聚烯烃组成； 所述聚烯烃为结晶性的乙烯类聚合物； 其中，不饱和酸或不饱和酸酐接枝聚烯烃弹性体与聚烯烃的重量比为1:4~4:1。
【文档编号】C08L23/08GK103665856SQ201310442860
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月24日 优先权日:2013年9月24日
【发明者】丁超, 李建军, 艾军伟, 王丰, 梁惠强, 孙东海, 陶四平, 陈国雄 申请人:天津金发新材料有限公司, 金发科技股份有限公司