本发明涉及高分子合金材料技术领域，具体是一种低吸水、高尺寸稳定性的PA/PP合金材料及其制备方法。
背景技术：
尼龙具有高韧性、自润滑、耐磨损、耐热、耐油、耐腐蚀性及力学性能等优良的综合性能，产量居五大工程塑料之首，被广泛应用于电子电器、汽车、建筑、机械等领域。但由于尼龙大分子链中含有大量亲水性的极性酰胺基团，导致其具有很强的吸水性，其平衡吸水率能高达6％以上。并且尼龙吸水率后，会产生增塑效应，从而使材料的各项性能都会发生变化，特别是制品的尺寸稳定性变差，因而限制了其应用。
聚丙烯(PP)具有易加工、价格低廉、吸水性低等特性。利用PA和PP共混制备PA/PP合金材料，不仅能够降低材料的成本，而且一定程度上能够降低PA的吸水性，提高制品的尺寸稳定性。目前市场上PA/PP合金材料的应用领域比较广泛。但由于PA和PP两者极性相差较大，导致共混体系的相容性较差，从而影响合金材料的力学性能，且常规的PA/PP合金材料的吸水性及尺寸稳定性在特殊情况下仍然满足不了应用要求。因此，现有的PA/PP合金材料的综合性能还有待进一步提高。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种低吸水、高尺寸稳定性的PA/PP合金材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种低吸水、高尺寸稳定性的PA/PP合金材料，由下列原料按重量份制备而成：
其中所述的有机蒙脱土改性PA母粒由下列原料按重量份制备而成：
进一步方案，所述PP树脂为均聚聚丙烯。
进一步方案，所述PA树脂为PA6。
进一步方案，所述有机改性蒙脱土是经过烷基季膦盐有机处理剂或烷基季铵盐有机处理剂处理过的蒙脱土。
进一步方案，所述烷基季膦盐有机处理剂为四丁基溴化膦或十六烷基三丁基溴化膦；
所述烷基季铵盐有机处理剂为十四烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十四烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基二甲基苄基氯化铵中的一种。
进一步方案，所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐、乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、乙烯-醋酸乙烯接枝马来酸酐中的任一种。
进一步方案，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配。
进一步方案，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯或硅酮母粒。
本发明的另一个目的在于提供一种低吸水、高尺寸稳定性的PA/PP合金材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配比，将PA树脂、有机改性蒙脱土、抗氧剂和润滑剂一起加入高速混合机中，常温下预混20min后，加入双螺杆挤出机的主喂料口，设定螺杆转速400-500rpm，在210-230℃下经过熔融挤出、冷却造粒，得到有机蒙脱土改性PA母粒；
(2)按配比，将步骤(1)中得到的蒙脱土改性PA母粒与PP树脂、相容剂、抗氧剂、润滑剂一起加入高速混合机中预混10min后，加入双螺杆挤出机中，控制螺杆转速300-400rpm，在200-230℃下经过熔融挤出、冷却造粒，得到低吸水、高尺寸稳定性的PA/PP合金材料。
进一步方案，所述双螺杆挤出机的长径比为40。
本发明的有益效果：本发明制备的PA/PP合金材料兼具了PA和PP两者的特性，加工性能好、耐化学品性及机械性能优异、而且极大改善了合金材料的吸水性及尺寸稳定性，拓宽了PA/PP合金材料的应用范围，可广泛应用于汽车、电子电器、机械等领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。
下述实施例中所用原料，如无特殊说明均可以通过商业途径获得。
下述实施例中：PP树脂为均聚聚丙烯。
PA树脂为PA6。
有机改性蒙脱土是经过有机处理剂处理过的蒙脱土，进一步为烷基季膦盐有机处理剂或基季铵盐有机处理剂，其处理方法属于现有技术的常规方法。
相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐、乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐、乙烯-醋酸乙烯接枝马来酸酐中的任一种。
抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配。
润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯或硅酮母粒。
实施例1
1、制备有机蒙脱土改性PA母粒：
将90重量份PA树脂、10重量份经十六烷基三丁基溴化磷改性的蒙脱土、0.5重量份润滑剂硅酮母粒、0.1重量份抗氧剂168和0.1重量份抗氧剂1098置于高速混合机中搅拌预混20min后，控制螺杆转速450rpm，经过双螺杆挤出机在210-230℃熔融挤出、冷却造粒后得到有机蒙脱土改性PA母粒。
2、制备低吸水、高尺寸稳定性的PA/PP合金材料：
将54重量份上述有机蒙脱土改性PA母粒、40重量份PP树脂、6重量份相容剂、0.5重量份润滑剂硅酮母粒、0.1重量份抗氧剂168和0.1重量份抗氧剂1098一起置于高速混合机中搅拌预混10min后，加入双螺杆挤出机中，控制螺杆转速350rpm，在200-230℃下经过熔融挤出、冷却造粒，得到低吸水、高尺寸稳定性的PA/PP合金材料。
实施例2
1、制备有机蒙脱土改性PA母粒：
将95重量份PA树脂、5重量份经十六烷基三甲基溴化铵改性的蒙脱土、0.35重量份润滑剂乙撑双硬脂酰胺、0.2重量份抗氧剂168和0.2重量份抗氧剂1098置于高速混合机中搅拌预混20min后，控制螺杆转速400rpm，经过双螺杆挤出机在210-230℃熔融挤出、冷却造粒后得到有机蒙脱土改性PA母粒。
2、制备低吸水、高尺寸稳定性的PA/PP合金材料：
将66重量份上述有机蒙脱土改性PA母粒、30重量份PP树脂、4重量份相容剂、0.35重量份润滑剂乙撑双硬脂酰胺、0.2重量份抗氧剂168和0.2重量份抗氧剂1098一起置于高速混合机中搅拌预混10min后，加入双螺杆挤出机中，控制螺杆转速400rpm，在200-230℃下经过熔融挤出、冷却造粒，得到低吸水、高尺寸稳定性的PA/PP合金材料。
实施例3
1、制备有机蒙脱土改性PA母粒：
将98重量份PA树脂、2重量份经十六烷基三丁基溴化磷改性的蒙脱土、0.2重量份润滑剂季戊四醇硬脂酸酯、0.25重量份抗氧剂168和0.25重量份抗氧剂1098置于高速混合机中搅拌预混20min后，控制螺杆转速500rpm，经过双螺杆挤出机在210-230℃熔融挤出、冷却造粒后得到有机蒙脱土改性PA母粒。
2、制备低吸水、高尺寸稳定性的PA/PP合金材料：
将78重量份上述有机蒙脱土改性PA母粒、20重量份PP树脂、2重量份相容剂、0.2重量份润滑剂季戊四醇硬脂酸酯、0.25重量份抗氧剂168和0.25重量份抗氧剂1098一起置于高速混合机中搅拌预混10min后，加入双螺杆挤出机中，控制螺杆转速300rpm，在200-230℃下经过熔融挤出、冷却造粒，得到低吸水、高尺寸稳定性的PA/PP合金材料。
实施例4
1、制备有机蒙脱土改性PA母粒：
将90重量份PA树脂、10重量份经十六烷基三甲基溴化铵改性的蒙脱土、0.5重量份润滑剂季戊四醇硬脂酸酯、0.2重量份抗氧剂168和0.2重量份抗氧剂1098置于高速混合机中搅拌预混20min后，控制螺杆转速450rpm，经过双螺杆挤出机在210-230℃熔融挤出、冷却造粒后得到有机蒙脱土改性PA母粒。
2、制备低吸水、高尺寸稳定性的PA/PP合金材料：
将78重量份上述有机蒙脱土改性PA母粒、20重量份PP树脂、2重量份相容剂、0.5重量份润滑剂季戊四醇硬脂酸酯、0.2重量份抗氧剂168和0.2重量份抗氧剂1098一起置于高速混合机中搅拌预混10min后，加入双螺杆挤出机中，控制螺杆转速350rpm，在200-230℃下经过熔融挤出、冷却造粒，得到低吸水、高尺寸稳定性的PA/PP合金材料。
对比例1
将54重量份PA树脂、40重量份PP树脂、6重量份相容剂、0.5重量份润滑剂硅酮母粒、0.1重量份抗氧剂168和0.1重量份抗氧剂1098一起置于高速混合机中搅拌预混10min，控制螺杆转速350rpm，在200-230℃下经过双螺杆挤出机熔融挤出、冷却造粒，得到普通PA/PP合金材料。
对比例2
将78重量份PA树脂、20重量份PP树脂、2重量份相容剂、0.5重量份润滑剂季戊四醇硬脂酸酯、0.2重量份抗氧剂168和0.2重量份抗氧剂1098一起置于高速混合机中搅拌预混10min，控制螺杆转速350rpm，在200-230℃下经过双螺杆挤出机熔融挤出、冷却造粒，得到普通PA/PP合金材料。
为验证本发明的效果，按照相应的国际标准分别测试上述实施例1-4以及对比例1-2制得的试样进行对比试验，结果如表1所示。
其中，拉伸强度按照ISO527标准进行测试，样条尺寸(mm)：135×10×4，拉伸速度为50mm/min。
弯曲强度和弯曲模量均按照ISO178标准进行测试，样条尺寸(mm)：80×10×4，弯曲速率为2mm/min。
缺口冲击强度按照按照ISO179标准进行测试，样条尺寸(mm)：80×10×4，缺口冲击强度的缺口类型为A型，缺口底部半径为0.25±0.05mm，缺口底部剩余宽度为8.0±0.2mm。
吸水率是对比23℃下浸泡72h前后重量变化率，计算公式为吸水率＝(样品水煮后重量—样品水煮前重量)/样品水煮前重量。
膨胀率是对比23℃下浸泡72h前后尺寸变化率，计算公式为膨胀率＝(样品水煮后尺寸—样品水煮前尺寸)/样品水煮前尺寸。
表1：各实施例和对比例的性能测试数据
通过比较实施例1和对比例1，可以发现，本发明制备的PA/PP合金材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量比对比例有了明显的提高；且此合金在23℃下浸泡72h后，材料的吸水率明显降低，膨胀率略有减少，尺寸稳定性更好。实施例4和对比例2中的数据也说明了这一点。
综上所述，本发明制备的PA/PP合金材料兼具了PA和PP两者的特性，加工性能好、耐化学品性及机械性能优异、而且极大改善了合金材料的吸水性及尺寸稳定性，拓宽了PA/PP合金材料的应用范围，可广泛应用于汽车、电子电器、机械等领域。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对实施案例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施案例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。