专利名称：一种纳米丁腈橡胶改性浇铸尼龙6的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种浇铸尼龙6的改性方式，特别是一种利用具有反应性基团的高聚物改性浇铸尼龙6的制备方法，具体涉及一种纳米丁腈橡胶改性浇铸尼龙6的制备方法。
背景技术：
浇铸尼龙6，又称MCPA6，是一种利用阴离子聚合方法制备的尼龙6。它是在常压、一定温度下，利用强碱性物质作催化剂将熔融的己内酰胺单体直接注入预热到一定温度的 模具中进行聚合反应，凝固得到的坚韧固体。因其具有重量轻、强度高、自润滑、耐磨、防腐、绝缘等特性，MCPA6被广泛用于石油化工、国防工业、机械和纺织等工业领域，成为重要的工程塑料之一。目前针对浇铸尼龙的改性主要集中在共混层面，改性或填充材料简单地混于基体中，对于基体性能的改善有待进一步提高。
发明内容
本发明为解决目前仅是将改性或填充材料简单地混于浇铸尼龙6基体中，基体性能改善不佳的问题，选用了同时具有纳米尺度和反应性基团的纳米丁腈橡胶来改性浇铸尼龙6，在浇铸尼龙6原位聚合的同时参与反应从而实现改性，大幅提升了材料的韧性。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案
本发明的纳米丁腈橡胶改性浇铸尼龙6的制备方法，包括以下步骤
(1)称取100重量份的己内酰胺置于反应容器中，在氮气氛围保护下加热至熔融；
(2)对上述己内酰胺在12(Tl40°C进行真空脱水2(T30min；
(3)氮气氛围保护下加入I飞重量份的纳米丁腈橡胶，制备纳米丁腈橡胶悬浊液；
(4)加入O.2 I重量份的碱性催化剂，进行12(T14(TC真空下脱水2(T30min ；
(5)在上述制备的溶液中加入O.2^1重量份的二异氰酸酯类引发剂，混合均匀后迅速注入预热到150°C 20(TC的模具中，保温聚合IOlOmin后室温下冷却脱模，即制得一种纳米丁腈橡胶改性的浇铸尼龙6。所述的丁腈橡胶优选为粒径KTlOOnm的改性聚合物。所述的己内酰胺为工业级己内酰胺。步骤(3)所述的纳米丁腈橡胶悬浊液由纳米丁腈橡胶直接在己内酰胺中超声分散制得。步骤(4)所述的催化剂优选有机或无机中强碱性催化剂，最优选为氢氧化钠或甲醇钠。步骤(5)所述的引发剂优选为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯。步骤(5)所述的保温聚合反应时间为20min 30min。本发明以纳米丁腈橡胶作为改性组分，利用腈基基团在碱性环境下发生碱解反应的特性，在己内酰胺开环聚合的同时形成两种聚合物的合金。本发明创新性地采用具有反应性基团的材料制备聚合物合金，利用本发明改性的浇铸尼龙6，大幅提高了浇铸尼龙6韧性，当纳米丁腈橡胶含量为2%时，冲击强度提高57. 5% ;本发明操作工艺简单，所制备聚合物合金性能优越，适合于工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明内容进行进一步的说明，但所述实施例并非是对本发明实质精神的简单限定，任何基于本发明实质精神所作出的简单变化或等同替换均应属于本发明所要求保护的范围之内。实施例I
(1)称取100重量份己内酰胺置于反应容器中，在氮气氛围保护下加热至70°C熔融；
(2)对上述己内酰胺在130°C进行真空脱水30min；
(3)氮气氛围保护下加入I重量份的纳米丁腈橡胶(粒径3(T60nm)，利用超声波分散制备纳米丁腈橡胶悬浊液；
(4)加入O.2重量份的催化剂氢氧化钠，130°C进行真空脱水30min ；
(5)在上述制备的溶液中加入O.4重量份的引发剂甲苯二异氰酸酯，混合均匀后迅速注入预热到160-170°C的模具中，保温聚合30min后室温下冷却脱模，即制得一种纳米丁腈橡胶改性的浇铸尼龙6。所制得的浇铸尼龙6/纳米丁腈橡胶聚合物合金性能见表一。
实施例2
(1)称取100重量份己内酰胺置于反应容器中，在氮气氛围保护下加热至70°C熔融；
(2)对上述己内酰胺在130°C进行真空脱水30min；
(3)氮气氛围保护下加入I重量份的纳米丁腈橡胶(粒径3(T60nm)，利用超声波分散制备纳米丁腈橡胶悬浊液；
(4)加入O.2重量份的催化剂氢氧化钠，130°C进行真空脱水30min ；
(5)在上述制备的溶液中加入O.4重量份的引发剂二苯基甲烷二异氰酸酯，混合均匀后迅速注入预热到160-170°C的模具中，保温聚合30min后室温下冷却脱模，即制得一种纳米丁腈橡胶改性的浇铸尼龙6。所制得的浇铸尼龙6/纳米丁腈橡胶聚合物合金性能见表一。实施例3
(1)称取100重量份己内酰胺置于反应容器中，在氮气氛围保护下加热至70°C熔融；
(2)对上述己内酰胺在130°C进行真空脱水30min；
(3)氮气氛围保护下加入I重量份的纳米丁腈橡胶(粒径3(T60nm)，利用超声波分散制备纳米丁腈橡胶悬浊液；(4)加入O.2重量份的催化剂氢氧化钠，130°C进行真空脱水30min ；
(5)在上述制备的溶液中加入O.4重量份的引发剂六亚甲基二异氰酸酯，混合均匀后迅速注入预热到160-170°C的模具中，保温聚合30min后室温下冷却脱模，即制得一种纳米丁腈橡胶改性的浇铸尼龙6。所制得的浇铸尼龙6/纳米丁腈橡胶聚合物合金性能见表一。
实施例4
(1)称取100重量份己内酰胺置于反应容器中，在氮气氛围保护下加热至70°C熔融；
(2)对上述己内酰胺在130°C进行真空脱水30min； (3)氮气氛围保护下加入2重量份的纳米丁腈橡胶(粒径3(T60nm)，利用超声波分散制备纳米丁腈橡胶悬浊液；
(4)加入O.2重量份的催化剂氢氧化钠，130°C进行真空脱水30min ；
(5)在上述制备的溶液中加入O.4重量份的引发剂甲苯二异氰酸酯，混合均匀后迅速注入预热到160-170°C的模具中，保温聚合30min后室温下冷却脱模，即制得一种纳米丁腈橡胶改性的浇铸尼龙6。所制得的浇铸尼龙6/纳米丁腈橡胶聚合物合金性能见表一。
实施例5
(1)称取100重量份己内酰胺置于反应容器中，在氮气氛围保护下加热至70°C熔融；
(2)对上述己内酰胺在130°C进行真空脱水30min；
(3)氮气氛围保护下加入2重量份的纳米丁腈橡胶(粒径3(T60nm)，利用超声波分散制备纳米丁腈橡胶悬浊液；
(4)加入O.2重量份的催化剂氢氧化钠，130°C进行真空脱水30min ；
(5)在上述制备的溶液中加入O.4重量份的引发剂二苯基甲烷二异氰酸酯，混合均匀后迅速注入预热到160-170°C的模具中，保温聚合30min后室温下冷却脱模，即制得一种纳米丁腈橡胶改性的浇铸尼龙6。所制得的浇铸尼龙6/纳米丁腈橡胶聚合物合金性能见表一。
实施例6
(1)称取100重量份己内酰胺置于反应容器中，在氮气氛围保护下加热至70°C熔融；
(2)对上述己内酰胺在130°C进行真空脱水30min；
(3)氮气氛围保护下加入2重量份的纳米丁腈橡胶(粒径3(T60nm)，利用超声波分散制备纳米丁腈橡胶悬浊液；
(4)加入O.2重量份的催化剂氢氧化钠，130°C进行真空脱水30min ；
(5)在上述制备的溶液中加入O.4重量份的引发剂六亚甲基二异氰酸酯，混合均匀后迅速注入预热到160-170°C的模具中，保温聚合30min后室温下冷却脱模，即制得一种纳米丁腈橡胶改性的浇铸尼龙6。所制得的浇铸尼龙6/纳米丁腈橡胶聚合物合金性能见表一。实施例7
(1)称取100重量份己内酰胺置于反应容器中，在氮气氛围保护下加热至70°C熔融；
(2)对上述己内酰胺在130°C进行真空脱水30min；
(3)氮气氛围保护下加入5重量份的纳米丁腈橡胶(粒径3(T60nm)，利用超声波分散制备纳米丁腈橡胶悬浊液；
(4)加入O.2重量份的催化剂氢氧化钠，130°C进行真空脱水30min ；
(5)在上述制备的溶液中加入O.4重量份的引发剂甲苯二异氰酸酯，混合均匀后迅速注入预热到160-170°C的模具中，保温聚合30min后室温下冷却脱模，即制得一种纳米丁腈橡胶改性的浇铸尼龙6。所制得的浇铸尼龙6/纳米丁腈橡胶聚合物合金性能见表一。
实施例8
(1)称取100重量份己内酰胺置于反应容器中，在氮气氛围保护下加热至70°C熔融；
(2)对上述己内酰胺在130°C进行真空脱水30min；
(3)氮气氛围保护下加入5重量份的纳米丁腈橡胶(粒径3(T60nm)，利用超声波分散制备纳米丁腈橡胶悬浊液；
(4)加入O.2重量份的催化剂氢氧化钠，130°C进行真空脱水30min ；
(5)在上述制备的溶液中加入O.6重量份的引发剂二苯基甲烷二异氰酸酯，混合均匀后迅速注入预热到160-170°C的模具中，保温聚合30min后室温下冷却脱模，即制得一种纳米丁腈橡胶改性的浇铸尼龙6。所制得的浇铸尼龙6/纳米丁腈橡胶聚合物合金性能见表一。
实施例9
(1)称取100重量份己内酰胺置于反应容器中，在氮气氛围保护下加热至70°C熔融；
(2)对上述己内酰胺在130°C进行真空脱水30min；
(3)氮气氛围保护下加入5重量份的纳米丁腈橡胶(粒径3(T60nm)，利用超声波分散制备纳米丁腈橡胶悬浊液；
(4)加入O.2重量份的催化剂氢氧化钠，130°C进行真空脱水30min ；
(5)在上述制备的溶液中加入I重量份的引发剂六亚甲基二异氰酸酯，混合均匀后迅速注入预热到160-170°C的模具中，保温聚合30min后室温下冷却脱模，即制得一种纳米丁腈橡胶改性的浇铸尼龙6。所制得的浇铸尼龙6/纳米丁腈橡胶聚合物合金性能见表一。实施例10
(1)称取100重量份己内酰胺置于反应容器中，在氮气氛围保护下加热至70°C熔融；
(2)对上述己内酰胺在130°C进行真空脱水30min；
(3)氮气氛围保护下加入I重量份的纳米丁腈橡胶(粒径3(T60nm)，利用超声波分散制备纳米丁腈橡胶悬浊液；
(4)加入O.5重量份的催化剂甲醇钠，130°C进行真空脱水30min ；
(5)在上述制备的溶液中加入O.4重量份的引发剂甲苯二异氰酸酯，混合均匀后迅速注入预热到160-170°C的模具中，保温聚合30min后室温下冷却脱模，即制得一种纳米丁腈橡胶改性的浇铸尼龙6。所制得的浇铸尼龙6/纳米丁腈橡胶聚合物合金性能见表一。
实施例11
(1)称取100重量份己内酰胺置于反应容器中，在氮气氛围保护下加热至70°C熔融；
(2)对上述己内酰胺在130°C进行真空脱水30min；
(3)氮气氛围保护下加入I重量份的纳米丁腈橡胶(粒径3(T60nm)，利用超声波分散制备纳米丁腈橡胶悬浊液；
(4)加入I重量份的催化剂甲醇钠，130°C进行真空脱水30min；
(5)在上述制备的溶液中加入O.4重量份的引发剂甲苯二异氰酸酯，混合均匀后迅速注入预热到160-170°C的模具中，保温聚合30min后室温下冷却脱模，即制得一种纳米丁腈橡胶改性的浇铸尼龙6。所制得的浇铸尼龙6/纳米丁腈橡胶聚合物合金性能见表一。
实施例12
(1)称取100重量份己内酰胺置于反应容器中，在氮气氛围保护下加热至70°C熔融；
(2)对上述己内酰胺在130°C进行真空脱水30min；
(3)氮气氛围保护下加入5重量份的纳米丁腈橡胶(粒径3(T60nm)，利用超声波分散制备纳米丁腈橡胶悬浊液；
(4)加入O.2重量份的催化剂氢氧化钠，130°C进行真空脱水30min ；
(5)在上述制备的溶液中加入O.2重量份的引发剂六亚甲基二异氰酸酯，混合均匀后迅速注入预热到160-170°C的模具中，保温聚合30min后室温下冷却脱模，即制得一种纳米丁腈橡胶改性的浇铸尼龙6。所制得的浇铸尼龙6/纳米丁腈橡胶聚合物合金性能见表一。对照组例
(1)称取100重量份己内酰胺置于反应容器中，在氮气氛围保护下加热至70°C熔融；
(2)对上述己内酰胺在130°C进行真空脱水30min；
(3)加入O.2重量份的催化剂氢氧化钠，130°C进行真空脱水30min ；
(4)在上述制备的溶液中加入O.4重量份的引发剂甲苯二异氰酸酯，混合均匀后迅速注入预热到160-170°C的模具中，保温聚合30min后室温下冷却脱模，即制得浇铸尼龙6。所制得的浇铸尼龙6材料性能见表一。表一
权利要求
1.一种纳米丁腈橡胶改性浇铸尼龙6的制备方法，其特征在于包括以下步骤 (1)称取100重量份的己内酰胺置于反应容器中，在氮气氛围保护下加热至熔融； (2)对上述己内酰胺在12(Tl40°C进行真空脱水2(T30min； (3)氮气氛围保护下加入I飞重量份的纳米丁腈橡胶，制备纳米丁腈橡胶悬浊液； (4)加入O.2 I重量份的碱性催化剂，12(T14(TC下真空脱水2(T30min ； (5)在上述制备的溶液中加入O.2^1重量份的氰酸酯类引发剂，混合均匀后迅速注入预热到150°C 20(TC的模具中，保温聚合IOlOmin后室温下冷却脱模，即制得一种纳米丁腈橡胶改性的浇铸尼龙6。
2.根据权利要求I所述的一种纳米丁腈橡胶改性浇铸尼龙6的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的丁腈橡胶为粒径KTlOOnm的改性聚合物。
3.根据权利要求I所述的一种纳米丁腈橡胶改性浇铸尼龙6的制备方法，其特征在于，所述的己内酰胺为工业级己内酰胺。
4.根据权利要求I所述的一种纳米丁腈橡胶改性浇铸尼龙6的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的纳米丁腈橡胶悬浊液是由纳米丁腈橡胶在己内酰胺中直接超声分散制得。
5.根据权利要求I所述的一种纳米丁腈橡胶改性浇铸尼龙6的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述的催化剂为氢氧化钠或甲醇钠。
6.根据权利要求I所述的一种纳米丁腈橡胶改性浇铸尼龙6的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述的引发剂为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯。
7.根据权利要求I所述的一种纳米丁腈橡胶改性浇铸尼龙6的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述的保温聚合反应时间为20min 30min。
全文摘要
本发明涉及一种纳米丁腈橡胶改性浇铸尼龙6的制备方法。该方法以纳米丁腈橡胶作为改性组分，利用腈基基团在碱性环境下发生碱解反应的特性，在己内酰胺开环聚合的同时形成两种聚合物的合金。本发明创新性地采用具有反应性基团的材料制备聚合物合金，利用本发明改性的浇铸尼龙6，保持了浇铸尼龙6原有的自润滑、防腐和绝缘等性能，大幅提高了浇铸尼龙6韧性，本发明操作工艺简单，所制备聚合物合金性能优越，适合于工业化生产。
文档编号C08G69/16GK102876018SQ20121037715
公开日2013年1月16日 申请日期2012年10月8日 优先权日2012年10月8日
发明者杨桂生, 李枭 申请人:合肥杰事杰新材料股份有限公司