专利名称：聚砜类/mc尼龙6复合材料的阴离子原位制备方法
技术领域：
本发明涉及采用阴离子聚合法制备原位聚砜类/MC尼龙6复合材料，属于材料科学技术领域。
背景技术：
铸型尼龙6(MC尼龙6)是尼龙材料中的一种，其制备方法是在常压下将熔融的己内酰胺减压脱水，并加入强碱性物质作催化剂进一步脱水后，与活化剂(如异氰酸酯)等助剂混合一起，直接注入到预热一定温度的模具中，物料在模具中进行快速聚合反应，凝固成固体坯料。MC尼龙具有聚合温度低、工艺简单、结晶度高、分子量大、力学性能高于普通尼龙、耐磨耗、自润滑、减震消音、耐油脂等优点，在机械零件、纺织、石油化工、国防工业等领域有着广泛应用，如石油、天然气输送管线上的大型球阀密封环和轴套，各种传送部件如轴瓦、轴套、纺织机梭子、齿轮等。随着MC尼龙应用范围的进一步扩展，对其性能提出了越来越高的要求，特别是其尺寸稳定性和热稳定性不佳等，难以满足大型零部件的高性能化要求。因此，如何保持MC尼龙优异机械性能的基础上，提高其耐热稳定性，成了扩展MC尼龙应用范围的关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚砜类/MC尼龙6复合材料的阴离子原位制备方法，通过该法制备的复合材料不仅具有MC尼龙6的优良性能，而且比MC尼龙6更优秀的机械性能，特别是耐热性能有大幅度的提高。
本发明的技术方案是这样的，聚砜类/MC尼龙6复合材料的阴离子原位制备方法，通过下列步骤实现第一步，将己内酰胺单体在反应容器中加热至100-120℃，使物料熔化，真空脱水，真空度为10-1-10-3Pa，加入催化剂，继续真空脱水，其中，催化剂与己内酰胺单体的重量比为0.1-2∶100；第二步，解除真空，按照聚砜树脂与己内酰胺单体的重量比为0-25∶100的比例加入聚砜树脂，升温至150℃-170℃，磁力搅拌，使聚砜树脂在己内酰胺熔体中充分溶解直至均匀分散，再次真空脱水，真空度为10-1-10-3Pa；第三步，按照活化剂与MC尼龙单体己内酰胺的重量比为0-1.0∶100的比例加入活化剂，迅速混合均匀后浇铸到已预热至150-180℃的模具中，保温30min-1h后冷却，即得本发明的聚砜类/MC尼龙6复合材料。
上述聚砜树脂为聚砜(PSU)、聚醚砜(PES)、酞侧基聚芳醚砜(PES-C)、含二氮杂萘酮结构的聚芳醚砜(PPES)、含二氮杂萘联苯结构的聚芳醚砜酮(PPESK)中的一种或多种的混合体。
上述催化剂可为金属钠、金属钾、金属锂、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、各类有机金属化合物中的一种。
上述活化剂可为各种异氰酸酯、乙酰基己内酰胺、碳酸酯、羧酸酯中的一种。
采用上述方案后，通过本法制备的复合材料的拉伸强度为80-100MPa，拉伸弹性模量400-600MPa，弯曲强度90-130MPa，弯曲弹性模量3000-4000MPa，耐热分解温度比纯MC提高了50-80℃。
具体实施例方式
下面实施例是对本发明的进一步说明，而非限制本发明范围。
本发明聚砜类/MC尼龙6复合材料的阴离子原位制备方法，通过下列步骤实现第一步，将100重量份的己内酰胺置于反应容器中加热至110℃，真空脱水30min，真空为10-1-10-3Pa，加入0.35重量份氢氧化钠作为催化剂，继续真空脱水30min。
第二步，打开阀门，解除真空，加入5重量份酞侧基聚芳醚砜，升温至150℃，磁力搅拌，使酞侧基聚芳醚砜在己内酰胺熔体中充分溶解直至均匀分散。真空脱水30min，真空度为10-1-10-3Pa。
第三步，解除真空，加入0.75重量份的活化剂2.4-二甲苯二异氰酸酯，迅速混合均匀后浇铸到已预热至150-180℃的模具中，保温1h后自然冷却，即得酞侧基聚芳醚砜/MC尼龙6复合材料。
通过本实施例方法制得的复合材料经电子显微镜观测，酞侧基聚芳醚砜分散相平均尺寸只有60-100nm，并均匀分散在尼龙的基体中，其性能如下拉伸强度85MPa，拉伸弹性模量480Mpa，弯曲强度110MPa，弯曲弹性模量3600Mpa，热分解5％的温度比MC尼龙提高85℃。
权利要求
1.聚砜类/MC尼龙6复合材料的阴离子原位制备方法，其特征在于通过下列步骤实现第一步，将己内酰胺单体在反应容器中加热至100-120℃，使物料熔化，真空脱水，真空度为10-1-10-3Pa，加入催化剂，继续真空脱水，其中，催化剂与己内酰胺单体的重量比为0.1-2∶100；第二步，解除真空，按照聚砜树脂与己内酰胺单体的重量比为0-25∶100的比例加入聚砜树脂，升温至150℃-170℃，磁力搅拌，使聚砜树脂在己内酰胺熔体中充分溶解直至均匀分散，再次真空脱水，真空度为10-1-10-3Pa；第三步，按照活化剂与MC尼龙单体己内酰胺的重量比为0-1.0∶100的比例加入活化剂，迅速混合均匀后浇铸到已预热至150-180℃的模具中，保温30min-1h后冷却，即得本发明的聚砜类/MC尼龙6复合材料。
2.根据权利要求1所述的聚砜类/MC尼龙6复合材料的阴离子原位制备方法，其特征在于上述聚砜树脂为聚砜、聚醚砜、酞侧基聚芳醚砜、含二氮杂萘酮结构的聚芳醚砜、含二氮杂萘联苯结构的聚芳醚砜酮中的一种或多种的混合体。
3.根据权利要求1所述的聚砜类/MC尼龙6复合材料的阴离子原位制备方法，其特征在于上述催化剂可为金属钠、金属钾、金属锂、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、各类有机金属化合物中的一种。
4.根据权利要求1所述的聚砜类/MC尼龙6复合材料的阴离子原位制备方法，其特征在于上述活化剂可为各种异氰酸酯、乙酰基己内酰胺、碳酸酯、羧酸酯中的一种。
全文摘要
本发明公开了一种聚砜类/MC尼龙6复合材料的阴离子原位制备方法。其原料包括己内酰胺、聚砜类、催化剂、活化剂等，首先将己内酰胺单体加热熔化，真空脱水，加入催化剂，继续真空脱水，后加入聚砜类树脂，磁力搅拌，使聚砜在己内酰胺熔体中充分溶解直至其均匀分散，加入活化剂，迅速混合均匀后浇铸到预热的模具中，脱模，即得聚砜类/MC尼龙6复合材料。用本发明方法制备的原位复合材料，其拉伸强度、拉伸弹性模量、弯曲强度、弯曲弹性模量都有一定的提高，特别是耐热性，较纯MC尼龙有大幅度的改善，提高了近80℃。
文档编号C08L77/02GK1865351SQ200610040169
公开日2006年11月22日 申请日期2006年4月30日 优先权日2006年4月30日
发明者林志勇, 钱浩, 陈婉吟, 黄丽丹, 黄锦河, 陈瑜, 姚辉梅 申请人:华侨大学