专利名称：：一种β晶聚丙烯/尼龙合金的制备方法
技术领域：
：本发明属于高分子合金材料领域，具体涉及一种P晶聚丙烯/尼龙合金的制备方法。
背景技术：
：聚丙烯有多种晶型，即a、p、Y、S和拟六方晶。其中以a晶型最为常见，卩晶聚丙烯是聚丙烯中的一个新品种，除具有a晶聚丙烯良好的综合性能外，与a晶聚丙烯相比，P晶聚丙烯的冲击强度和热变形温度均大幅度提高，在高速拉伸下显示较高的韧性和延展性。P晶聚丙烯的形成主要有温度法、剪切取向法和添加成核剂三种方法，其中在聚丙烯中添加P晶成核剂是制备高含量卩晶聚丙烯的最有效方法。然而卩晶聚丙烯的屈服强度和弹性模量较a晶聚丙烯低，且卩晶聚丙烯不稳定，在一定条件下会转化成a晶聚丙烯。将卩晶聚丙烯与性能更加优异的工程塑料共混制备成合金可以大幅提高卩晶聚丙烯屈服强度和弹性模量，如聚丙烯/尼龙合金就既有尼龙强度高、韧性好、耐油、耐化学品及耐热等优点，又具有聚丙烯的特性，该合金因其具有较好综合力学性能从而成为制造骑车、电子电气、油田设备等零部件和结构件的理想塑料合金材料。现有制备卩晶聚丙烯合金是采用共混的方法，但卩晶聚丙烯的热力学不稳定性，合金中聚丙烯的(3晶含量受第二组分加入的影响，使聚丙烯中P晶含量明显减少甚至消失，以聚丙烯/尼龙合金的制备为例，当聚丙烯和尼龙在高温熔融共混后加入成核剂，由于P晶成核剂与尼龙的极性作用，在制备卩晶聚丙烯/尼龙合金的过程中成核剂会迁移到尼龙相或两相界面，使成核剂对聚丙烯的卩-成核作用降低，从而使合金中|3晶聚丙烯含量降低甚至消失。聚酰胺俗称尼龙，简称PA，是分子主链上含有重复酰胺基团一[NHCO]—的热塑性树脂总称，尼龙中的主要品种是尼龙6(聚己内酰胺)和尼龙66(聚己二酸己二胺)，占绝对主导地位，其次是尼龙11(聚十一酰胺)、尼龙12(聚十二酰胺)、尼龙610(聚己二酸癸二胺)、尼龙1010(聚癸二酸癸二胺)和尼龙612(聚己二酸十二胺)等等。
发明内容本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种能稳定制备高含量|3晶聚丙烯/尼龙合金的方法。本发明的上述目的是通过如下方案予以实现的一种卩晶聚丙烯/尼龙合金的制备方法，该方法是先将聚丙烯和尼龙高温熔融共混后，将合金熔体温度降低到尼龙的结晶温度以下，然后再加入P晶成核剂，混炼制备得到P晶聚丙烯/尼龙合金。上述制备方法是根据尼龙的结晶温度高于聚丙烯的结晶温度，本发明在熔融共混后降低温度使得尼龙结晶，而聚丙烯仍处于熔融状态，这时加入卩晶成核剂，卩晶成核剂就不会迁移到尼龙相或两相界面，而主要分散在聚丙烯而对聚丙烯起高效的卩晶成核作用，从而得到高含量(3晶聚丙烯/尼龙合金，因此上述制备方法中所用尼龙可选择任意一种结晶温度高于聚丙烯结晶温度的尼龙，如尼龙6、尼龙66和尼龙IOIO等。上述制备方法中，P晶成核剂可选择任何一种常用的P晶成核剂，如纳米碳酸钙和庚二酸制备的负载型成核剂、或庚二酸钙成核剂等。聚丙烯与尼龙的合金是一种共混体系，为了更好地解决聚丙烯与尼龙的热力学相容性，可通过相容剂作用来提高两相界面粘结力；所述相容剂可选择任何一种常用的相容剂，如乙烯一辛烯共聚物接枝马来酸酐、乙烯一醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐、或聚丙烯接枝马来酸酐等。采用本发明的方法制备高含量卩晶聚丙烯/尼龙合金可采用如下优选方案聚丙烯与尼龙在23025(TC，转速4060rpm，熔融共混5-10min，然后将合金熔体温度降低至170-190°C，加入成核剂混炼5~10min即得到所需的高含量|3晶聚丙烯/尼龙合金。采用本发明的方法制备高含量尼龙合金，聚丙烯与尼龙的加入量优选聚丙烯尼龙=(10-100):(0~90)，相容剂的加入量优选相容剂(尼龙+聚丙烯)=(1~5):IOO，卩晶成核剂的加入量优选卩晶成核剂聚丙烯的重量比=(0.1~5):100，所述比例均为重量比。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果1.本发明的制备方法采用降低温度后再加入成核剂，因所选尼龙已经结晶，成核剂主要均匀分散在聚丙烯相，成核效率提高，从而形成高含量的卩晶聚丙烯/尼龙合金；2.本发明的制备方法采用降低温度后再加入成核剂，成核剂分散在聚丙烯相起到高效的P晶成核作用，减弱了尼龙的a晶成核作用，从而使合金中形成高含量的P晶聚丙烯；3.本发明的制备方法采用降低温度后加入成核剂，避免高温时成核剂与尼龙极性基团发生作用破坏成核剂的结构，而使成核剂对聚丙烯起到有效的成核作用，从而形成高含量的P晶聚丙烯/尼龙合金；4.本发明的制备方法采用降低温度后加入成核剂，形成高含量的卩晶聚丙烯/尼龙合金，从而解决p晶聚丙烯在加工过程中易于向(X晶聚丙烯转变的问题；5.高含量卩晶聚丙烯的冲击强度大大提高，与尼龙形成合金后可以提高其屈服强度和模量，解决卩晶聚丙烯存在屈服强度和模量低的问题，有利于f3晶聚丙烯应用的扩大；6.本发明的制备方法充分利用尼龙与聚丙烯结晶温度的不同，在尼龙已经结晶而聚丙烯未结晶时加入成核剂，保证了成核剂主要分散在聚丙烯相实现聚丙烯的卩晶成核，从而使得(3晶含量大幅度地提高；7.本发明的制备方法其工艺简单，成本低廉，且制备所得|3晶聚丙烯合金兼具尼龙优异性能和聚丙烯的特性。具体实施例方式实施例1~12是按照本发明的方法制备(3晶聚丙烯/尼龙合金，表1列出了各实施例中聚丙烯、尼龙和相容剂的重量比，其中实施例1~实施例7中不加入相容剂，实施例8加入的相容剂为乙烯一辛烯共聚物接枝马来酸酐，实施例9加入的相容剂为乙烯一醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐，实施例10~实施例12加入的相容剂都为聚丙烯接枝马来酸酐，实施例1~实施例12所用的|3晶成核剂均为纳米碳酸钙和庚二酸制备的负载型卩晶成核剂。实施例1~12的伟ij备过程为按照表1所示重量比将聚丙烯、尼龙和相容剂用哈克转矩流变仪240。C熔融混炼8min,然后将合金熔体温度降低至190°C(实施例6，7为180，170°C)加入负载型p晶成核剂混炼5min制备得到卩晶聚丙烯/尼龙合金。对比例1:聚丙烯在240"C熔融后加入成核剂混炼lmin，加入尼龙混炼7min;对比例2:聚丙烯与成核剂在18(TC混炼5min制得J3晶聚丙烯，与尼龙在24(TC混炼8min;对比例3:尼龙在240。C熔融后加入成核剂混炼lmin，加入聚丙烯混炼7min;对比例4:聚丙烯和尼龙在24(TC熔融后加入成核剂，混炼8min。对比例5:聚丙烯和尼龙于24(TC熔融混炼8min，降低200°C(尼龙未结晶)加入负载型P晶成核剂混炼5min。对比例和实施例转速均为50rpm。对比例合金和实施例合金中的(3晶聚丙烯含量如表1所示。表1聚丙烯/尼龙合金中卩晶聚丙烯含量<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由表1可以看出，实施例8~12制备的聚丙烯/尼龙合金中都达到97%以上，不但远远大于各对比例制备所得聚丙烯/尼龙合金中卩晶聚丙烯的含量，而且也大于未加入相容剂的实施例17制备所得聚丙烯/尼龙合金中卩晶聚丙烯的含量，由此看出本发明的制备方法采用先高温加入聚丙烯和尼龙再降温后加入成核剂确实能起到提高所得合金中卩晶聚丙烯含量的作用，而且相容剂的添加也对P晶聚丙烯含量的提高有一定的作用。权利要求1、一种β晶聚丙烯/尼龙合金的制备方法，采用将聚丙烯、尼龙和β晶成核剂熔融共混后制备β晶聚丙烯/尼龙合金，其特征在于所述方法是先将聚丙烯和尼龙高温熔融共混后，将合金熔体温度降低到尼龙的结晶温度以下，再加入β晶成核剂，混炼制备得到β晶聚丙烯/尼龙合金。2、根据权利要求1所述制备方法，其特征在于所述P晶成核剂为纳米碳酸钙和庚二酸制备的负载型卩晶成核剂、或庚二酸钙成核剂。3、根据权利要求1所述制备方法，其特征在于所述聚丙烯和尼龙高温熔融共混时还加有相容剂。4、根据权利要求3所述制备方法，其特征在于所述相容剂为乙烯一辛烯共聚物接枝马来酸酐、乙烯一醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐、或聚丙烯接枝马来酸酐等。5、根据权利要求1所述制备方法，其特征在于所述聚丙烯和尼龙的高温熔融温度为230-250°C，转速为4060rpm,高温熔融共混时间为510min，将合金熔体温度降低至17019(TC时，加入成核剂，混炼时间为510min。6、根据权利要求1所述制备方法，其特征在于所述聚丙烯与尼龙的重量比为10-100:0~90。7、根据权利要求1所述制备方法，其特征在于所述(3晶成核剂和聚丙烯的重量比为0.15:100。全文摘要本发明公开一种β晶聚丙烯/尼龙合金的制备方法，该方法是先将聚丙烯和尼龙高温熔融共混后，将合金熔体温度降低到尼龙的结晶温度以下，然后再加入β晶成核剂，混炼制备得到β晶聚丙烯/尼龙合金。本发明采用降低温度后再加入成核剂，因所选尼龙已经结晶，成核剂主要均匀分散在聚丙烯相，成核效率提高，同时减弱了尼龙的α晶成核作用，从而形成高含量的β晶聚丙烯/尼龙合金。本发明的制备方法采用降低温度后加入成核剂，避免高温时成核剂与尼龙极性基团发生作用破坏成核剂的结构，使成核剂对聚丙烯起到有效的成核作用。本发明的制备方法其工艺简单，成本低廉，且制备所得β晶聚丙烯/尼龙合金兼具工程塑料优异性能和聚丙烯的特性。文档编号C08L23/12GK101538388SQ20091003869公开日2009年9月23日申请日期2009年4月17日优先权日2009年4月17日发明者杨竹根,章自寿,麦堪成申请人:中山大学