专利名称：一种改性mc尼龙的制作方法
技术领域：
本发明为一种改性MC尼龙材料，涉及聚合物合成及改性加工领域。制备的改性MC尼龙材料断裂伸长率和拉伸强度稳定、各项技术指标精准，在军工等企业中应用表现突出。
背景技术：
尼龙是热塑性、结晶性、吸湿性的高分子材料，具有特殊的化学与物理性质，广泛的应用于社会生产的各个领域，是五大工程材料之首。但因其一些长期存在易吸水、耐光性差、设计要求较严格、抗拉强度低、热膨胀系数低等缺点而限制了应用的范围。通常工业上尼龙6的制造是将单体己内酰胺熔融，加入少量的水(或酒精)和稳定剂如有机酸、胺等，在高压釜或聚合管内加热至250°C左右进行水解开环聚合，反应过程中不断放出水分，聚合度逐渐增大，分子量一般在3万以下，反应需要较长的平衡时间，整个操作需要20-30小时以上，得到的小分子量的尼龙具有以上很多缺点。把干燥的己内酰胺融化成液体，在100°C左右溶解少量的金属钠再加热至240°C或将己内酰胺在265°C沸腾状态下加入少量的固体氢氧化钠，只要几分钟即可得到高粘度聚合体，分子量可以达到10万，虽然分子量可以得到提升，但在继续加热时，分子量会迅速下降，变化很大，很难控制，同样会影响产品的质量。由于特殊的化学与物理性质，解决其缺点一直是科研单位与生产企业面临的难题。尼龙改性，既可增加尼龙的特殊用途，又可降低能耗和繁琐的金属加工工序，在国民经济生产中起着举足轻重作用，同时又可为国家资源利用率及环境保护做出重要的贡献，在我国具有广阔的发展前景。
发明内容
本发明的目的在于研制一种改性MC尼龙材料，可以代替钢材材料广泛应用于军工、冶金、矿山、纺织、化工、造纸、电力能源、石油机械等领域。为了解决了尼龙材料中的材质不均匀、抗拉强度低、抗冲击强度低、断裂伸长不稳定、线膨胀系数大等缺点，本发明研制了改性MC尼龙的聚合及加工工艺。本发明采取以液态的己内酰胺为原料，以碱做催化剂，用异氰酸酯类或胺类做活化剂进行聚合反应的方法，添加聚氧化乙烯和甲基磷酸三胺，直接注入模具中快速聚合成型。进而采用热脱模的方法得到改性MC尼龙制品。利用本发明的技术可以在降低反应温度和反应时间的基础上得到稳定的大分子量改性MC尼龙材料。改性MC尼龙材料制品具有良好的韧性、耐寒性和性能指标的精准性。本发明的特点在于:(1)本发明研制生产的改性MC尼龙是以己内酰胺为原料，在碱类催化剂的存在下，加入活化剂，直接注入模具中快速聚合而成型的。工艺实现了熔点以下的阴离子聚合反应。因此相比普通尼龙含单体量少、分子量高、抗拉伸、冲击强度高、摩擦系数小、硬度高、抗疲劳、抗蠕变、抗吸震、降噪音、耐大多数腐蚀介质。(2)本发明在工艺中提高己内酰胺熔料温度至100-150°C，增加每克分子己内酰胺催化剂用量至0.05% -0.3%克，增加活化剂用量至0.4% -1 %，添加了增强剂和增韧剂，增加了尼龙的强度、韧性、耐寒性及性能指标的精准性。(3)本发明采用热脱模的方法，在120_170°C的变压器油中热处理去应力，时间约为15min/mm厚度，热处理完毕后铸件缓慢冷却。这样可以避免制品厚度较大或几何形状较复杂时，凸出部分在内应力的作用下炸裂。精确控制线膨胀系数在(3 5)X10_5、断裂伸长率37 40%、拉伸强度72 75MPa。本发明研制生产的改性MC尼龙断裂伸长率和拉伸强度稳定，各项技术指标精准，尤其在军工企业中得应用表现尤为突出。如155榴弹闭气环在炮膛内有良好的辅助闭气及润滑作用，而且高耐磨、高韧性、高强度，炮口外30m内脱落一致，不仅满足弹道性能，而且提高了弹着点的精度。本发明研制生产的改性MC尼龙产品已接受军工制造企业检验，在多种炮弹的闭气装置上使用。实用结果证明，普通尼龙脱环范围在O 50米，应用改性MC尼龙制成的闭气装置脱环范围缩小到10 30米，大大提高了炮弹的射程和精准度。本发明的改性尼龙与其他尼龙的一些性能比较见表I。表I普通尼龙(PA6)与MC尼龙、改性MC尼龙的性能比较
权利要求
1.一种改性MC尼龙材料，其特征在于利用己内酰胺为原料，在特定的条件下添加催化齐U、活化剂，采用增强、增韧等一系列特殊复合改性技术，通过直接注入模具中快速聚合成型和热脱模的方法生产系列改性MC尼龙材料。
2.如权利要求1所述的改性MC尼龙的催化剂为KOH，NaOH,NaCO3，氢化钠，甲醇钠，有机金属化合物中的一种或几种，用量为0.05% 0.3%。
3.如权利要求1所述的改性MC尼龙的活化剂为甲苯二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯，三苯基甲烷三异氰酸酯，乙酰基己内酰胺，N-苯甲酰己内酰胺，甲基磷酸三胺的一种或几种，用量为0.4% 1%。
4.如权利要求1所述的改性MC尼龙的增强改性是通过加入增强剂完成的，增强剂包括滑石粉、粉煤灰、稀土、云母、Al2O3、高岭土、蒙脱土、凹凸棒土，Mg(OH)2，碳纤维，玻璃纤维中的一种或几种，用量为5% 15%。
5.如权利要求1所述的改性MC尼龙的增韧改性是通过加入增韧剂完成的，增韧剂包括聚氧化乙烯，聚酯，聚氨酯，聚醚，液 态聚丁二烯中的一种或几种，用量为4% 10%。
全文摘要
本发明涉及一种改性MC尼龙材料。其特点是利用己内酰胺为原料，在特定的条件下添加催化剂、活化剂，采用增强、增韧等一系列特殊复合改性技术，通过直接注入模具中快速聚合成型和热脱模的方法生产系列改性MC尼龙材料。本发明在降低反应温度和反应时间的基础上可得到稳定的大分子量改性MC尼龙材料，制品的线膨胀系数减小((3～5)×10-5)，断裂伸长率为37～40％，拉伸强度为72～75MPa，改性MC尼龙制品具有良好的强度、韧性、耐寒性，制品的尺寸稳定性优异，性能指标精准。本发明可广泛应用于军工、冶金、矿山、纺织、化工、造纸、电力能源、石油机械等领域。
文档编号C08L77/02GK103232595SQ201210109538
公开日2013年8月7日 申请日期2012年4月16日 优先权日2012年4月16日
发明者袁浩杰, 李玉峰, 蔡淑清 申请人:齐齐哈尔北坤合成高分子材料有限公司