专利名称：一种抗紫外光老化的高强超韧尼龙合金的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种聚合物合金，尤其是指一种通过复合改性制得的耐低温、抗紫外光老化、高强度的尼龙合金。
背景技术：
尼龙树脂具有较高的机械强度、耐热性、优良的耐磨和自润滑性、优良的阻隔性和耐化学腐蚀性等优异的综合性能，广泛地应用于机械制造业、电子电器和交通运输等领域，其用量居五大工程塑料之首。但纯尼龙也有明显的缺点，如吸水率大，所制成的制品尺寸稳定性较差；尤其是纯尼龙的低温韧性较差制约了尼龙制品在低温环境下的使用。此外，纯尼龙的耐候性一般，也影响制品在强紫外光环境中的使用寿命。为适应工业发展的需求，近年来对尼龙进行改性以改善尼龙的上述缺陷引起了人们的极大关注。以改善尼龙的耐低温冲击性为例，Dupont公司首先开发了Zytel ST系列，采用三元乙丙(EPDM)橡胶接枝马来酸酐增韧尼龙，制备了耐低温性能优异的尼龙合金。继Dupont之后，西欧和日本也开发了各种牌号的超韧尼龙合金，有关高抗冲尼龙合金的专利相继出现。国内北京化工研究院采用“核—壳”型共聚物作为抗冲击改性剂，制备了系列高抗冲尼龙合金，性能达到或接近国内同类产品。但在对尼龙进行增韧以改进其耐低温性能的同时，尼龙的抗拉强度、抗弯强度以及抗压强度出现大幅度下降，因此研制新型的高效增韧体系成为尼龙增韧的关键。而对于尼龙合金的抗紫外光老化性能的研究则很少有文献资料报道，为保证尼龙合金在强紫外光环境中的工程化应用的可靠性，研究增韧尼龙合金的耐光老化性能是非常必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种即具有较高机械强度，又具有优异的耐低温冲击性能和耐候性能的尼龙合金，以满足在寒冷和强紫外光辐射地区的应用要求。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现在尼龙树脂内通过添加适量的主增韧剂、副增韧剂、复合型抗紫外光助剂和抗氧剂来改善尼龙树脂的综合性能。其组分及含量(重量份数)如下尼龙树脂70～90份，主增韧剂10～30份，副增韧剂0.2～3份，复合型抗紫外光助剂0.1～1份，抗氧剂0.1～0.5份。
所述的尼龙树脂为尼龙6或尼龙66，且所述的尼龙6或尼龙66的相对粘度在2.0以上。
所述的主增韧剂为带高反应活性官能团的聚合物，可以是聚烯烃接枝物或乙丙橡胶接枝物，包括聚乙烯接枝马来酸酐、聚烯烃弹性体(POE)接枝马来酸酐、聚乙烯/POE混合物接枝马来酸酐、三元乙丙橡胶(EPDM)接枝马来酸酐、聚乙烯/EPDM混合物接枝马来酸酐。
所述的副增韧剂(增韧协同剂)为带环氧官能团的低聚物，且所述的采用带环氧官能团的低聚物的相对分子量大于2000，副增韧剂可以是环氧树脂或环氧化聚合物。
所述的复合型抗紫外光助剂(紫外线吸收剂)为市场上通用的受阻胺类、苯并三唑以及紫外光屏蔽剂等的一种或两种以上复合物。
所述的抗氧剂为Ciba公司的抗氧剂168或1098。
本发明的制备可以通过常规的熔融共混制得。
由于在本发明中添加了适量主增韧剂、副增韧剂、复合型抗紫外光助剂和抗氧剂，并通过熔融共混后使得本发明尼龙树脂的耐低温冲击性能和耐候性能有了很大的改善，因而改善了尼龙的耐低温性能和抗紫外光老化性能，同时又不致于大幅度降低其机械强度，对于尼龙材料在高寒、强紫外光辐射地区作为受压功能部件的使用具有重要的意义。
具体实施例方式
实施例1PA001尼龙6树脂90份，主增韧剂(EPDM-g-MAH)10份，副增韧剂(JL-M01聚合增韧改性剂)1份，复合型抗紫外光助剂(受阻胺类光稳定剂(HALS))1份，抗氧剂(168)0.2份，抗氧剂(1098)0.4份，将上述各组分称量好置于高速混合机搅拌8～10分钟，然后通过双螺杆挤出机进行熔融共混，螺杆从进料段到机头各段温度设置分别为200℃、230℃、245℃、245℃、235℃，螺杆转速为125转/分种。将上述复合材料注射成标准样条，在23±2℃、50±5％相对湿度下调节24小时，按ASTM标准进行性能测试，结果见表1。
(表1)
复合材料抗荧光紫外老化性能测试按GB16422.1及GB16422.3的规定进行，试验采用II型灯(UV-B灯)，曝露方式为在黑标准温度60±3℃下辐照4h，然后在黑标准温度50±3℃下冷凝曝露4h，如此循环。经720h和1440h老化后，材料性能保持率见表2。
(表2)
实施例2PA002尼龙6树脂70份，主增韧剂(聚烯烃弹性体(POE)接枝马来酸酐)30份，副增韧剂(聚丙烯酰胺)0.2份，复合型抗紫外光助剂(紫外线吸收剂UV-531)0.1份，抗氧剂(168)0.05份，抗氧剂(1098)0.05份，将上述各组分称量好置于高速混合机搅拌8～10分钟，然后通过双螺杆挤出机进行熔融共混，螺杆从进料段到机头各段温度设置分别为245□、260□、275□、275□、265□，螺杆转速为125转/分种。将上述复合材料注射成标准样条，在23±2□、50±5％相对湿度下调节24小时，按相应标准进行性能测试，结果见表3。
(表3)
复合材料抗荧光紫外老化性能测试按GB16422.1及GB16422.3的规定进行，试验采用II型灯(UV-B灯)，曝露方式为在黑标准温度60±3□下辐照4h，然后在黑标准温度50±3□下冷凝曝露4h，如此循环。经720h和1440h老化后，材料性能保持率见表4。
(表4)
实施例3PA003尼龙66树脂90份，主增韧剂(EPDM-g-MAH)10份，副增韧剂(B长链活性剂)1份，复合型抗紫外光助剂(苯并三唑光稳定剂)1份，抗氧剂(168)0.2份，抗氧剂(1098)0.4份，将上述各组分称量好置于高速混合机搅拌8~10分钟，然后通过双螺杆挤出机进行熔融共混，螺杆从进料段到机头各段温度设置分别为200℃、230℃、245℃、245℃、235℃，螺杆转速为125转/分种。将上述复合材料注射成标准样条，在23±2℃、50±5％相对湿度下调节24小时，按ASTM标准进行性能测试，结果见表5。
(表5)
复合材料抗荧光紫外老化性能测试按GB16422.1及GB16422.3的规定进行，试验采用II型灯(UV-B灯)，曝露方式为在黑标准温度60±3℃下辐照4h，然后在黑标准温度50±3℃下冷凝曝露4h，如此循环。经720h和1440h老化后，材料性能保持率见表6。
(表6)
实施例4PA004尼龙66树脂70份，主增韧剂(聚烯烃弹性体(POE)接枝马来酸酐)30份，副增韧剂0.2份，复合型抗紫外光助剂(受阻胺类、苯并三唑以及紫外光屏蔽剂)0.1份，抗氧剂(168)0.05份，抗氧剂(1098)0.05份，将上述各组分称量好置于高速混合机搅拌8~10分钟，然后通过双螺杆挤出机进行熔融共混，螺杆从进料段到机头各段温度设置分别为245℃、260℃、275℃、275℃、265℃，螺杆转速为125转/分种。将上述复合材料注射成标准样条，在23±2℃、50±5％相对湿度下调节24小时，按相应标准进行性能测试，结果见表7。
(表7)
复合材料抗荧光紫外老化性能测试按GB16422.1及GB16422.3的规定进行，试验采用II型灯(UV-B灯)，曝露方式为在黑标准温度60±3℃下辐照4h，然后在黑标准温度50±3℃下冷凝曝露4h，如此循环。经720h和1440h老化后，材料性能保持率见表4。
(表8)
由以上实施例可以看出，本发明制备的尼龙6及尼龙66合金不仅具有优异的耐低温性能和耐紫外光老化性能，而且合金具有较高的拉伸强度和弯曲强度，其综合力学性能优于普通的增韧尼龙合金，适合于在高寒、强紫外光辐射地区应用。通过采用该材料在作为青藏铁路弹条I型扣件专用尼龙挡板座、机车车辆轴箱衬垫以及滑雪板等产品的试验，证明性能达到本发明目的的要求。
权利要求
1.一种抗紫外光老化的高强超韧尼龙合金，其特征在于在尼龙树脂内通过添加适量的主增韧剂、副增韧剂、复合型抗紫外光助剂和抗氧剂来改善尼龙树脂的综合性能，其组分及重量份数配比如下尼龙树脂70～90份，主增韧剂10～30份，副增韧剂0.2～3份，复合型抗紫外光助剂0.1～1份，抗氧剂0.1～0.5份。
2.根据权利要求书1所述的尼龙合金，其特征在于，所述的尼龙树脂为尼龙6或尼龙66。
3.根据权利要求书1或2所述的尼龙合金，其特征在于，所述的尼龙6或尼龙66的相对粘度在2.0以上。
4.根据权利要求书1所述的尼龙合金，其特征在于，所述的主增韧剂为带高反应活性官能团的聚合物。
5.根据权利要求书1或4所述的尼龙合金，其特征在于，所述的带高反应活性官能团的聚合物为聚烯烃接枝物或乙丙橡胶接枝物，包括聚乙烯接枝马来酸酐、聚烯烃弹性体接枝马来酸酐、聚乙烯与聚烯烃弹性体混合物接枝马来酸酐、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐、聚乙烯与EPDM混合物接枝马来酸酐。
6.根据权利要求书1所述的尼龙合金，其特征在于，所述的副增韧剂为带环氧官能团的聚合物。
7.根据权利要求书1或6述的尼龙合金，其特征在于，所述的带环氧官能团的聚合物为环氧树脂或环氧化聚合物。
8.根据权利要求书1所述的尼龙合金，其特征在于，所述的复合型抗紫外光助剂为受阻胺类、苯并三唑以及紫外光屏蔽剂的一种或两种以上复合物。
9.根据权利要求书1所述的尼龙合金，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂168或1098。
全文摘要
一种抗紫外光老化的高强超韧尼龙合金，本发明涉及一种抗紫外光老化的高强超韧尼龙合金，在尼龙树脂内通过添加适量的带高反应活性官能团的聚合物为主增韧剂、带环氧官能团的聚合物为副增韧剂、同时加入复合型抗紫外光助剂和抗氧剂，来改善尼龙树脂的综合性能。其组分及含量(重量份数)如下尼龙树脂70～90份，主增韧剂10～30份，副增韧剂0.2～3份，复合型抗紫外光助剂0.1～1份，抗氧剂0.1～0.5份。合金材料具有优异耐低温冲击、耐紫外光老化和良好力学强度。
文档编号C08L77/00GK1727407SQ20051003190
公开日2006年2月1日 申请日期2005年7月22日 优先权日2005年7月22日
发明者肖鹏, 石建江 申请人:株洲时代新材料科技股份有限公司