专利名称：尼龙6/聚对苯二甲酸丙二醇酯合金材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种工程塑料合金及其制备方法。
背景技术：
尼龙6(PA6)是一种重要且应用广泛的工程材料，具有优异的力学性能和加工性能，但由于聚酰胺链结构上有强极性酰胺基，致使尼龙6形成氢键的能力强，从而造成其有着较高的吸水率，当尼龙6长期暴露吸湿后，其机械性能下降，尺寸稳定性、抗蠕变性能变差，材料的服役寿命也大大缩短。
通过合金化改性尼龙6，例如PP接枝马来酸酐改性尼龙6对降低尼龙6的吸水性有显著的效果，且成本低，但材料的抗拉强度大幅下降，且外观会发生变色；经玻璃纤维增强的PA6/PP/PP-g-MAH三元合金材料，改性后的尼龙6合金具有较高的强度和较低的吸水率，但由于加入大量的玻璃纤维，不仅材料的成本提高，且尼龙6自身所具备的良好的成型加工性能也遭到了破坏。
聚对苯二甲酸丙二醇酯简称PTT或PPT是一类新兴的聚酯高分子材料。50年代Whinfield和Dickson首次在实验室合成了聚对苯二甲酸丙二醇酯Poly(Trimethylene Terephthalate)，但由于技术原因，合成聚对苯二甲酸丙二醇酯的主要原材料1，3-丙二醇价格一直非常昂贵，使得聚对苯二甲酸丙二醇酯从实验室合成到大规模工业化生产经历了半个多世纪。自上世纪末开始，随着1，3-丙二醇工业合成技术取得的突破性进展，Shell、Dupont等公司开始大规模生产聚对苯二甲酸丙二醇酯，其价格优势也日趋明显。聚对苯二甲酸丙二醇酯结晶度高，力学性能优良，尺寸稳定性好，吸水率低，兼具良好的染色性能和绝缘性。
发明内容
本发明的目的是提供一种改善尼龙6作为工程塑料使用时存在的不足，同时保持材料外观白等特性的尼龙6/聚对苯二甲酸丙二醇酯合金材料及其制备方法。
本发明的目的是通过如下方式实现的一种尼龙6/聚对苯二甲酸丙二醇酯合金材料，包含下列组分尼龙 670-95％(重量)聚对苯二甲酸丙二醇酯 5-30％(重量)。
一种尼龙6/聚对苯二甲酸丙二醇酯合金材料的制备方法将尼龙6和聚对苯二甲酸丙二醇酯在真空干燥箱中100-130℃下干燥12-24小时以上，然后尼龙6按70-95％重量份、聚对苯二甲酸丙二醇酯按5-30％重量份在高速搅拌机中充分混合，在230-245℃温度，在高纯氮气保护下进行熔融；熔融混合物经挤出、水下拉条、冷却、切粒、干燥后得到尼龙6/聚对苯二甲酸丙二醇酯合金材料。
本发明以聚对苯二甲酸丙二醇酯对尼龙6进行合金化改性，提供一种具有优异的抗蠕变、耐溶剂等性能，吸水率低，同等条件下充分吸水后抗拉抗弯强度、模量等力学指标相对于纯尼龙6有较大改善，且外观白的尼龙6/聚对苯二甲酸丙二醇酯合金材料。
图1是本发明σ＝25MPa时材料的蠕变实验曲线图；图2是本发明σ＝35MPa时材料的蠕变实验曲线图；图3是本发明σ＝45MPa时材料的蠕变实验曲线图；具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明实施例1将1800克尼龙6(PA6，牌号YH-800，岳阳石油化工总厂)和200克聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT，特性粘数1.04，Shell公司)在真空干燥箱中105℃干燥12小时，在高速搅拌机中充分混合后投入双螺杆配混挤出机(SJSH-30型，螺杆直径30mm，长径比为23，南京橡胶机械厂)中进行熔融机械共混，五区的温度依次为215、220、225、230、225℃，机头和熔体温度分别为220和229℃，挤出转速40prm，高纯氮气保护，熔融混合物经挤出、水下拉条、冷却、切粒后得到尼龙6/聚对苯二甲酸丙二醇酯合金材料。将挤出粒料和对比用纯PA6粒料用真空干燥箱在100℃下干燥12小时后在注射成型机(HTB80，注射容量112cm2，宁波海天机械有限公司)上制得试验用标准样条，注射压力5MPa，试样分别按照GB/T1043、GB/T1040、GB1042-79、GB/T1034测试缺口冲击强度、单轴拉伸、三点弯曲、吸水率等性能指标。单轴拉伸蠕变试验选定三个载荷等级，分别对应初始截面积的初始应力分别为25MPa、35Mpa及45MPa，加载速率0.1KN/s，试验时间取43200秒。
实施例2将1800克尼龙6(PA6，牌号YH-800，岳阳石油化工总厂)和200克聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT，特性粘数1.04，Shell公司)在真空干燥箱中105℃干燥12小时，在高速搅拌机中充分混合后投入反应釜(GSH-10型，威海金鑫石油化工设备有限公司)，反应釜中的阶梯控温曲线为90(15min)-160(15min)-260(30min)，初始状态加入0.2MPa高纯氮气保护，当釜内温度到达245℃时，开启搅拌，搅拌速率50rpm，并开始将釜内抽真空至0.09MPa，熔融混合物经挤出、水下拉条、冷却、切粒后得到尼龙6/聚对苯二甲酸丙二醇酯合金材料。将挤出粒料和对比用纯PA6粒料用真空干燥箱在100℃下干燥12小时后在注射成型机(HTB80，注射容量112cm2，宁波海天机械有限公司)上制得试验用标准样条，注射压力5MPa，试样分别按照GB/T1043、GB/T1040、GB1042-79、GB/T1034测试缺口冲击强度、单轴拉伸、三点弯曲、吸水率等性能指标。单轴拉伸蠕变试验选定三个载荷等级，分别对应初始截面积的初始应力分别为25MPa、35Mpa及45MPa，加载速率0.1KN/s，试验时间取43200秒。
实施例3工艺过程如实例1所述，其中尼龙6分别为1700克，聚对苯二甲酸丙二醇酯分别为300克。
实施例4工艺过程如实例1所述，其中尼龙6分别为1600克，聚对苯二甲酸丙二醇酯分别为400克。
实施例5工艺过程如实例1所述，其中尼龙6分别为1400克，聚对苯二甲酸丙二醇酯分别为600克。
实施例6工艺过程如实例2所述，其中尼龙6分别为1700克，聚对苯二甲酸丙二醇酯分别为300克。
实施例7工艺过程如实例2所述，其中尼龙6分别为1600克，聚对苯二甲酸丙二醇酯分别为400克。
实施例8工艺过程如实例2所述，其中尼龙6分别为1400克，聚对苯二甲酸丙二醇酯分别为600克。
上述测试结果如表1和图1、2、3所示。
表1
权利要求
1.一种尼龙6/聚对苯二甲酸丙二醇酯合金材料，包含下列组分尼龙6 70-95％(重量)聚对苯二甲酸丙二醇酯5-30％(重量)。
2.根据权利要求1所述的一种尼龙6/聚对苯二甲酸丙二醇酯合金材料的制备方法其特征是将尼龙6和聚对苯二甲酸丙二醇酯在真空干燥箱中100-130℃下干燥12-24小时以上，然后尼龙6按70-95％重量份、聚对苯二甲酸丙二醇酯按5-30％重量份在高速搅拌机中充分混合，在230-245℃温度，在高纯氮气保护下进行熔融；熔融混合物经挤出、水下拉条、冷却、切粒、干燥后得到尼龙6/聚对苯二甲酸丙二醇酯合金材料。
全文摘要
本发明公开了一种尼龙6/聚对苯二甲酸丙二醇酯合金材料及其制备方法，包含下列组分尼龙670－95％(重量)、聚对苯二甲酸丙二醇酯5－30％(重量)。制备方法为将尼龙6和聚对苯二甲酸丙二醇酯在真空干燥箱中100－130℃下干燥12－24小时以上，然后尼龙6按70－95％重量份、聚对苯二甲酸丙二醇酯按5－30％重量份在高速搅拌机中充分混合，在230－245℃温度，在高纯氮气保护下进行熔融；熔融混合物经挤出、水下拉条、冷却、切粒、干燥后得到尼龙6/聚对苯二甲酸丙二醇酯合金材料。本发明以聚对苯二甲酸丙二醇酯对尼龙6进行合金化改性，提供一种具有优异的抗蠕变、耐溶剂等性能，吸水率低，同等条件下充分吸水后抗拉抗弯强度、模量等力学指标相对于纯尼龙6有较大改善，且外观白的尼龙6/聚对苯二甲酸丙二醇酯合金材料。
文档编号C08L67/00GK1916078SQ20061003222
公开日2007年2月21日 申请日期2006年9月9日 优先权日2006年9月9日
发明者张平, 许福, 姜勇, 袁军, 潘青山 申请人:湘潭大学