本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种协同增容增韧pp/pa6复合材料的方法的制备方法。
背景技术：
共混改性是一种简单而有效的改性方法，将pp与其它塑料共混可制备兼具这些聚合物性质的高分子合金。但是pa6是一种强极性的聚合物，而pp是一种弱极性的聚合物，两者的溶解度参数相差较大，不具有热力学相容性，因而pp和pa6的简单共混物存在着相容性较差的缺点。
目前，常用的相容剂按主链结构来分主要有三大类：第一类为橡胶(如乙丙橡胶)与极性单体(如马来酸酐)的接枝共聚物；第二类为pp或其它树脂与极性单体的接枝共聚物，包括(1)pp与马来酸酐、衣糠酸或叠氮磺酰苯酸的接枝共聚物；(2)pp与丙烯酸丁酯或马来酸二丁酯的接枝共聚物；(3)pp与n-羟甲基丙烯酰胺的接枝共聚物；(4)乙烯-醋酸乙烯酯共聚物与马来酸酐的接枝共聚物；第三类为苯乙烯-马来酸酐无规共聚物(r-sma)，使用此类相容剂，可以改善pa6和pp的相容性，从而改善了材料的力学性能。
离子液体是由阴阳离子组成的低温熔融盐，具有高离子传导性，强极性，蒸汽压低，不易挥发，稳定性好且酸性可调和电化学窗口大等优点。另外，离子液体的阴、阳离子有多种类型可设计成为带有特定功能或特定性质的功能基团而被称为“可设计溶剂”。目前，离子液体在许多方面得到广泛应用，特别是在材料的加工方面。
气相纳米二氧化硅由于其粒径很小，比表面积大，化学纯度高、分散性能好、优越的稳定性、补强性等，使其在众多学科及领域内独具特性，有着不可取代的作用。另外，气相纳米二氧化硅由于表面严重的配位不足、庞大的比表面积以及表面缺氧等特点，使它表现出极强的活性，很容易和pa6中的羰基上的氧起键合作用，提高了分子间的相互作用力，同时还有一部分纳米二氧化硅颗粒分布在高分子链的空隙中，由于体积小表现出很高的流动性，从而使得气相纳米二氧化硅可以大幅度提高pp/pa6复合材料的强度、韧性、延展性。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对pp和pa6的简单共混物存在着相容性较差的缺点，提供一种抗静电高韧性pp/pa6复合材料的制备方法，通过向pp和pa6体系中添加协同增容增韧剂离子液体和气相纳米二氧化硅获得一种抗静电高韧性pp/pa6复合材料。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种抗静电高韧性pp/pa6复合材料的制备方法，步骤如下：向pp/pa6复合材料中加入协同增容增韧剂，采用熔融共混注塑得到抗静电高韧性pp/pa6复合材料，其中pp和pa6占复合材料的质量分数为80-95%，协同增容增韧剂占复合材料的质量分数为5-20%。
所述的pa6与pp的质量比为1:9-2:3，所述的协同增容增韧剂为离子液体和气相纳米二氧化硅的混合物，其中离子液体占复合材料的质量分数为4.9-15%，气相纳米二氧化硅占复合材料的质量分数为0.1-5%。
所述协同增容增韧剂中离子液体的阳离子为咪唑类、吡啶类，阴离子为氯离子，气相纳米二氧化硅粒径为7-12nm，比表面积为200-400m2/g。
所述熔融共混时螺杆转速为25r/min，进料段温度设为160-170oc，塑化段温度为190-210oc，熔融段温度为200-220oc，然后采用微型注射机注塑成型，其中注塑头温度200-220oc，注塑压力为0.5mpa，注塑时间为5s，合膜时间为15s，合膜冷却温度40-50oc。
利用所述的抗静电高韧性pp/pa复合材料的制备方法制得的抗静电高韧性pp/pa6复合材料的的断裂伸长率为250%-800%，表面电阻为105-108ω。
本发明的有益效果：本发明采用离子液体和气相纳米二氧化硅作为协同增容增韧剂，通过熔融共混注塑制备pp/pa6复合材料。离子液体的加入一方面其取代基可以与pp相容，另一方面其阳离子与pa6中的c=o中的氧相互作用，所以，离子液体的加入可以作为相容剂提高pp和pa6的相容性，而气相纳米二氧化硅由于表面严重的配位不足、庞大的比表面积以及表面缺氧等特点，使它表现出极强的活性，很容易和pa6中的羰基上的氧起键合作用，提高了分子间的相互作用力，同时还有一部分纳米二氧化硅颗粒分布在pa6和pp分子链的空隙中，由于体积小表现出很高的流动性，所以，离子液体和气相纳米二氧化硅协同作用可以大幅度提高pp/pa6复合材料的强度、韧性、延展性。同时，离子液体由于具有高的离子传导性，所以，离子液体的加入使得pp/pa6复合材料表现出良好的抗静电性。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
本实施例的抗静电高韧性pp/pa6复合材料的制备方法，步骤如下：
向pp与pa6复合材料中加入协同增容增韧剂，采用熔融共混注塑得到pp/pa6复合材料，其中混合体系中pp和pa6的总质量分数为95%，协同增容增韧剂的质量分数为5%，pa6与pp的重量比为1:3，所述的协同增容增韧剂为离子液体和气相纳米二氧化硅，该离子液体为氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑，质量分数为4.9%，气相纳米二氧化硅的质量分数为0.1%，熔融共混注塑工艺条件如下：螺杆转速为25r/min，进料段温度设为170oc，塑化段温度为210oc，熔融段温度为220oc，然后采用微型注射机注塑成型，其中注塑头温度220oc，注塑压力为0.5mpa，注塑时间为5s，合膜时间为15s，合膜冷却温度50oc。
本实施例的pp/pa6复合材料的拉伸强度为30.5mpa，断裂伸长率为250%，表面电阻为1.0×108ω。
实施例2
本实施例的抗静电高韧性pp/pa6复合材料的制备方法，步骤如下：
向pp与pa6复合材料中加入协同增容增韧剂，采用熔融共混注塑得到pp/pa6复合材料，其中混合体系中pp和pa6的总质量分数为85%，协同增容增韧剂的质量分数为15%，pa6与pp的重量比为1:9，所述的协同增容增韧剂为离子液体和气相纳米二氧化硅，该离子液体为氯化1-丁基-3-甲基咪唑，质量分数为10%，气相纳米二氧化硅的质量分数为5%；熔融共混注塑工艺条件如下：螺杆转速为25r/min，进料段温度设为165oc，塑化段温度为200oc，熔融段温度为210oc，然后采用微型注射机注塑成型，其中注塑头温度210oc，注塑压力为0.5mpa，注塑时间为5s，合膜时间为15s，合膜冷却温度50oc。
本实施例的pp/pa6复合材料的拉伸强度为60.4mpa，断裂伸长率为620.5%，表面电阻为1.4×106ω。
实施例3
本实施例的抗静电高韧性pp/pa6复合材料的制备方法，步骤如下：
向pp与pa6复合材料中加入协同增容增韧剂，采用熔融共混注塑得到pp/pa6复合材料，其中混合体系中pp和pa6的总质量分数为80%，协同增容增韧剂的质量分数为20%，pa6与pp的重量比为2:3，所述的协同增容增韧剂为离子液体和气相纳米二氧化硅，该离子液体为氯化1-十二烷基-3-甲基咪唑，质量分数为15%，气相纳米二氧化硅的质量分数为5%；熔融共混注塑工艺条件如下：螺杆转速为25r/min，进料段温度设为160oc，塑化段温度为190oc，熔融段温度为200oc，然后采用微型注射机注塑成型，其中注塑头温度200oc，注塑压力为0.5mpa，注塑时间为5s，合膜时间为15s，合膜冷却温度40oc。
本实施例的pp/pa6复合材料的拉伸强度为56.6mpa，断裂伸长率为800%，表面电阻为1.0×105ω。
实施例4
本实施例的抗静电高韧性pp/pa6复合材料的制备方法，步骤如下：
向pp与pa6复合材料中加入协同增容增韧剂，采用熔融共混注塑得到pp/pa6复合材料，其中混合体系中pp和pa6的总质量分数为90%，协同增容增韧剂的质量分数为10%，pa6与pp的重量比为3:7，所述的协同增容增韧剂为离子液体和气相纳米二氧化硅，该离子液体为1-丙基吡啶盐酸盐，质量分数为8%，气相纳米二氧化硅的质量分数为2%；熔融共混注塑工艺条件如下：螺杆转速为25r/min，进料段温度设为165oc，塑化段温度为205oc，熔融段温度为210oc，然后采用微型注射机注塑成型，其中注塑头温度210oc，注塑压力为0.5mpa，注塑时间为5s，合膜时间为15s，合膜冷却温度45oc。
本实施例的pp/pa6复合材料的拉伸强度为51.8mpa，断裂伸长率为680%，表面电阻为4.2×106ω。
实施例6
本实施例的抗静电高韧性pp/pa6复合材料的制备方法，步骤如下：
向pp与pa6复合材料中加入协同增容增韧剂，采用熔融共混注塑得到pp/pa6复合材料，其中混合体系中pp和pa6的总质量分数为85%，协同增容增韧剂的质量分数为15%，pa6与pp的重量比为1:4，所述的协同增容增韧剂为离子液体和气相纳米二氧化硅，该离子液体为1-庚基吡啶盐酸盐，质量分数为13%，气相纳米二氧化硅的质量分数为2%；熔融共混注塑工艺条件如下：螺杆转速为25r/min，进料段温度设为165oc，塑化段温度为200oc，熔融段温度为205oc，然后采用微型注射机注塑成型，其中注塑头温度205oc，注塑压力为0.5mpa，注塑时间为5s，合膜时间为15s，合膜冷却温度45oc。
本实施例的pp/pa6复合材料的拉伸强度为50.2mpa，断裂伸长率为730%，表面电阻为1.2×106ω。
实施例7
本实施例的抗静电高韧性pp/pa6复合材料的制备方法，步骤如下：
向pp与pa6复合材料中加入协同增容增韧剂，采用熔融共混注塑得到pp/pa6复合材料，其中混合体系中pp和pa6的总质量分数为80%，协同增容增韧剂的质量分数为20%，pa6与pp的重量比为1:5，所述的协同增容增韧剂为离子液体和气相纳米二氧化硅，该离子液体为1-辛基吡啶盐酸盐，质量分数为15%，气相纳米二氧化硅的质量分数为5%；熔融共混注塑工艺条件如下：螺杆转速为25r/min，进料段温度设为160oc，塑化段温度为190oc，熔融段温度为200oc，然后采用微型注射机注塑成型，其中注塑头温度200oc，注塑压力为0.5mpa，注塑时间为5s，合膜时间为15s，合膜冷却温度45oc。
本实施例的pp/pa6复合材料的拉伸强度为62.4mpa，断裂伸长率为780%，表面电阻为3.5×105ω。
对比例1
本实施例的抗静电高韧性pp/pa6复合材料的制备方法，步骤如下：
向pp与pa6复合材料中加入相容剂，采用熔融共混注塑得到pp/pa6复合材料，其中混合体系中pp和pa6的总质量分数为95%，相容剂的质量分数为5%，pa6与pp的重量比为1:3，所述的相容剂为离子液体，该离子液体为氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑；熔融共混注塑工艺条件如下：螺杆转速为25r/min，进料段温度设为170oc，塑化段温度为210oc，熔融段温度为220oc，然后采用微型注射机注塑成型，其中注塑头温度220oc，注塑压力为0.5mpa，注塑时间为5s，合膜时间为15s，合膜冷却温度50oc。
本实施例的pp/pa6复合材料的拉伸强度为24.15mpa，断裂伸长率为91.7%，表面电阻为7.8×107ω。
通过实施例和对比例可以看出，只通过离子液体作为相容剂，对pp/pa6复合材料相容性有一定的改善，但是对复合材料韧性的改善作用有限，而通过离子液体和气相纳米二氧化硅二者协同作为增容增韧剂则可以显著改善pp/pa6复合材料的相容性，同时可以大幅度提高复合材料的韧性。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。