一种尼龙抗湿剂及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种尼龙抗湿剂及其制备方法。该尼龙抗湿剂按重量百分比计，各组分分别为：硅酮粉20—50％，氧化钙20—60％，二氧化钛5—35％，协效剂1—30％。制备方法是将上述原材料加入到高速混合机中。在室温下保温搅拌15-20分钟，出料制得塑料助剂。采用本发明尼龙抗湿剂，既能保持尼龙制品优良的物理力学性能，同时能显著改进尼龙制品的吸湿性，使尼龙产品能够在较高湿度下使用，保持材料的尺寸稳定性，而且能有效降低尼龙产品的生产成本。
【专利说明】一种尼龙抗湿剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及塑料助剂领域，具体说是一种能够保持尼龙塑料制品优良的物理力学 性能，又能显著改善尼龙塑料制品吸湿性的尼龙抗湿剂及其制备方法。 技术背景
[0002] 尼龙是工程塑料中开发最早、产量较大的品种之一。与其他工程塑料相比，尼龙的 力学强度高、耐磨、自润滑性好、耐油、耐腐蚀、加工流动性好，具有优良的综合性能，其产量 居五大工程塑料之首，目前已被广泛应用于机械、化工、仪表、汽车等领域。由于尼龙分子中 的酰胺基团（-NHC0-)是亲水集团，使尼龙具有很强的亲水性，并且酰胺基密度越大，其吸 水率越高。以尼龙6为例，在温度为23°C、相对湿度为50%的条件下，其平衡吸水率约为 2. 5% ;而相对湿度为100%时，其平衡吸水率高达9%。尼龙吸水后，其制品的物理和力学 性能都会受到影响，从而降低制品的使用安全性和使用寿命。
[0003] 吸水对尼龙制品性能的影响主要体现在以下几个方面：⑴对晶体结构的影响；⑵ 对力学性能的影响；⑶对介电性能的影响；⑷对制品尺寸稳定性的影响。总之，水对尼龙等 许多极性高分子材料来说是一种广义的增塑剂。尼龙材料吸水后，水分子插入到尼龙分子 链之间，削弱了尼龙分子链间的作用力，因此增加了尼龙分子链的移动性，进而使材料的性 能降低。
[0004] 尼龙制品的吸水率一般高于其他工程塑料，仅靠保持干燥环境来保证尼龙材料的 性能比较困难。为解决尼龙的吸水问题，一般可通过与吸水率较低的其他高分子材料共混 或无机材料填充对其进行改性。目前，国内外关于降低尼龙制品吸水率的方法主要有共混 改性和制品的表面处理等。
[0005] 共混改性是改善塑料性能的一种有效手段，也是最常用改性方法。该方法具有投 资小、见效快、生产周期短等特点，已成为近十多年发展最为迅速尼龙共混改性是通过在尼 龙基体中混入吸水性极低的其他高聚物，从而在一定程度上降低尼龙制品的吸水率，但是 这将影响尼龙制品的其他性能，如通常会造成其力学性能的降低等。如Vishal等在《Com 尼龙 tibilizationefficacy of LLDPE-g-MA on mechanical, morphologicaland water absorption properties of nylon-6/LLDPE blends》一文中曾报道与线型低密度聚乙烯 (LLDPE)共混改善尼龙6的耐水性。结果表明，当增溶剂添加量为5%、LLDPE含量为10% 时，共混物的吸水率相对于纯尼龙6降低了 46%，拉伸强度降低了 20%，弯曲强度降低了 21%。
[0006] 表面处理改性尼龙制品方法很多，主要有溶液处理法、等离子体处理法、表面接枝 改性法、辐照处理法等。表面处理技术对降低尼龙制品的吸水率具有较好的效果，该技术主 要是对尼龙材料的表面进行疏水化改性，从而减少吸水量。例如，通过在尼龙表面接枝含 氟聚合物或在表面形成具有荷叶结构的超疏水化层，可大大降低尼龙的吸水率。但是，尼 龙制品表面处理的工艺复杂，不利于工业化生产。如Pelagia等在《Moistureabsorption ca 尼龙 city of polyamide 6,6fabrics surfacefunctionalised by chitosan-based hydrogel finishes》一文中曾研究了表面嵌入含有壳聚糖的水凝胶后的尼龙66复合材料的 吸水能力。结果表明，在尼龙66纤维织物表面嵌入功能化水凝胶微粒后，水凝胶层不会影 响改性尼龙的空隙率和渗透性，且能显著提高尼龙纤维织物的润湿时间，其24h吸水率可 降低41% ;但是制备工艺复杂，周期长，成本高，限制其规模生产。
[0007] 因为降低尼龙制品的吸水率可拓宽其应用范围，而从以上所论述的尼龙制品吸水 率的方法中或借鉴其他聚合物的类似改性方法都不同程度存在缺陷，寻找一个更适合的方 法来降低尼龙的吸水率是当今研究的热点。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是提供一种既能保持尼龙塑料制品优良的物理力学性能，又能显著 改善尼龙塑料制品吸湿性的尼龙抗湿剂的制备方法，为解决以上技术问题，本发明提供了 以下技术方案：
[0009] 一种能够显著改善尼龙塑料制品吸湿性的尼龙抗湿剂，其特征在于：按重量百分 比计，各组分分别为：
[0010] 硅酮粉 20-50% 氧化钙 20-60% 二氧化钛 5-35% 协效剂 1 一 30%
[0011] 所述尼龙抗湿剂适用于尼龙塑料制品，型号为尼龙6、尼龙66、尼龙II、尼龙12、尼 龙46、尼龙610、尼龙612、尼龙1010、尼龙6T、尼龙9T、聚苯二酰胺（PPA)、聚间苯二甲酰苯 二胺（MPIA)、聚对苯甲酰胺（PBA)等。
[0012] 所述硅酮粉型号优选星贝达（北京）化工材料有限公司的硅酮粉ST-LS100,所述 氧化钙型号优选上海谷研科技有限公司的氧化钙1305-78-8,所述二氧化钛型号优选上海 跃江钛白粉化工制品有限公司的钛白粉R1930,所述协效剂优选广州市首智化工有限公司 的协效剂L024。
[0013] 优选地，所述硅酮粉重量百分比为40 %，所述氧化钙重量百分比为40 %，所述二 氧化钛重量百分比为10%，所述协效剂重量百分比10%。
[0014] 一种尼龙抗湿剂的制备方法，其特征在于：将硅酮粉，氧化钙，二氧化钛，协效剂加 入高速混合机中，在室温下保温搅拌15 - 20分钟，出料制得塑料助剂。
[0015] 为进一步实现本发明目的，建议尼龙抗湿剂的添加量为尼龙基材质量的 1% -5%。
[0016] 本发明实现的技术原理是：在复合材料中，尼龙为连续相，填料为分散相，其想界 面结合较强，一方面，填料的非极性长链起到了阻水作用，从而抑制了水的渗透，另一方面， 加入填料后，填料的极性或非极性基团与尼龙的极性基团相互作用加强，从而削弱了水与 尼龙的作用。本发明中的硅酮粉在改性塑料粒子表面形成疏水层，阻止湿气吸附表面甚至 进入粒子内部；协效剂起润滑作用，能使硅酮粉更好地分布于尼龙塑料材料表面，同时具有 部分拒水作用；氧化钙与水反应生成氢氧化钙，降低湿气；二氧化钛是辅助填料。
[0017] 相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果：
[0018] (1)与共混改性、表面处理改性相比，尼龙抗湿剂是一种简单有效的方法，即可保 持尼龙基体的优点，有可利用其复合效应显著提高复合材料的性能，还能降低材料的成本。
[0019] (2)尼龙抗湿剂以微粒的形态均匀、连续地分布在尼龙基体中，能有效阻滞了水分 在材料内部的渗透，从而降低了共混物的吸水率；此外，尼龙抗湿剂与尼龙塑料产品两种材 料共混时将产生共晶或晶粒包裹、交叉、覆盖等作用，同时尼龙抗湿剂的加入提高了材料的 结晶度和结晶速率，因此，使得共混材料的吸水率有所降低。具体而言，采用尼龙抗湿剂能 使一般的尼龙塑料产品的吸湿性从〇. 065%能降到0. 025%，而其尺寸稳定性、冲击强度、 拉伸强度、弯曲强度、介电强度、热变形温度和耐磨损性基本保持稳定甚至有所改善。
[0020] (3)本发明工艺简单，控制点少，便于大规模生产；产品适用性强，可用于多种尼 龙塑料制品中。
【具体实施方式】
[0021] 以下结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实 施例表达的范围之内。
[0022] 实施例一：一种尼龙抗湿剂，按照质量百分比称取：硅酮粉40%，氧化钙40%，二 氧化钛10%，协效剂10%，其制备方法将上述原料加入高速混合机中，在室温保温搅拌15 分钟，出料制得塑料助剂。
[0023] 将尼龙抗湿剂作为塑料助剂添加剂至尼龙基体进行改性，添加量为尼龙基体质量 的3%。
[0024] 实施例二：一种尼龙抗湿剂，按照质量百分比称取：硅酮粉30%，氧化钙20%，二 氧化钛35%，协效剂15 %，其制备方法将上述原料加入高速混合机中，在室温保温搅拌20 分钟，出料制得塑料助剂。
[0025] 将尼龙抗湿剂作为塑料助剂添加剂至尼龙基体进行改性，添加量为尼龙基体质量 的1%。
[0026] 实施例三：一种尼龙抗湿剂，按照质量百分比称取：娃酮粉50 %，氧化|丐40%，二 氧化钛5 %，协效剂5 %，其制备方法将上述原料加入高速混合机中，在室温保温搅拌18分 钟，出料制得塑料助剂。
[0027] 将尼龙抗湿剂作为塑料助剂添加剂至尼龙基体进行改性，添加量为尼龙基体质量 的5%。
[0028] 实施例四：一种尼龙抗湿剂，按照质量百分比称取：硅酮粉20%，氧化钙20%，二 氧化钛30%，协效剂30 %，其制备方法将上述原料加入高速混合机中，在室温保温搅拌20 分钟，出料制得塑料助剂。
[0029] 将尼龙抗湿剂作为塑料助剂添加剂至尼龙基体进行改性，添加量为尼龙基体质量 的4%。
[0030] 实施例五：一种尼龙抗湿剂，按照质量百分比称取：硅酮粉20%，氧化钙60%，二 氧化钛19 %，协效剂1 %，其制备方法将上述原料加入高速混合机中，在室温保温搅拌15分 钟，出料制得塑料助剂。
[0031] 将尼龙抗湿剂作为塑料助剂添加剂至尼龙基体进行改性，添加量为尼龙基体质量 的2%。
[0032] 实施例六：将上述实施例制备所得改性尼龙塑料与普通尼龙塑料产品（以尼龙66 做参照）进行性能对比，具体情况如表1所示。其中相对吸水率的计算公式为：相对吸水率 =(处理后试样质量-原始试样质量）/原始试样质量X 1〇〇 %。
[0033]
【权利要求】
1. 一种改善尼龙塑料制品吸湿性的尼龙抗湿剂，其特征在于：按重量百分比计，各组 分分别为： 硅酮粉 2 0-50% 氧化钙 20-60% 二氧化钬 5 - 35% 协效剂 1 - 30%。
2. 根据权利要求1所述的一种改善尼龙塑料制品吸湿性的尼龙抗湿剂，其特征在于： 按照质量百分比称取：硅酮粉40 %，氧化钙40 %，二氧化钛10 %，协效剂10 %。
3. 根据权利要求1所述的一种改善尼龙塑料制品吸湿性的尼龙抗湿剂，其特征在于： 按照质量百分比称取：硅酮粉30 %，氧化钙20 %，二氧化钛35 %，协效剂15 %。
4. 根据权利要求1所述的一种改善尼龙塑料制品吸湿性的尼龙抗湿剂，其特征在于： 按照质量百分比称取：硅酮粉50 %，氧化钙40 %，二氧化钛5 %，协效剂5 %。
5. 根据权利要求1所述的一种改善尼龙塑料制品吸湿性的尼龙抗湿剂，其特征在于： 按照质量百分比称取：硅酮粉20 %，氧化钙20 %，二氧化钛30 %，协效剂30 %。
6. 根据权利要求1所述的一种改善尼龙塑料制品吸湿性的尼龙抗湿剂的制备方法， 其特征在于：将硅酮粉，氧化钙，二氧化钛，协效剂加入高速混合机中，在室温下保温搅拌 15 - 20分钟，出料制得塑料助剂。
【文档编号】C08K3/22GK104194324SQ201410405959
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月18日 优先权日:2014年8月18日
【发明者】蔡智奇, 王珂 申请人:东莞暨南大学研究院, 暨南大学韶关研究院, 新秀化学（烟台）有限公司