本发明涉及聚酰胺材料技术领域，具体涉及一种聚酰胺合金材料及其制备方法。
背景技术：
尼龙又称聚酰胺(pa)，是重要的工程塑料和纤维制品原料。工程塑料的需求量在持续上升，尼龙类工程塑料仍是主要产品之一，制备手段依然是共混改性技术，如增强、填充、功能化等。尼龙在工程塑料的应用中具有综合性能优良的特色，容易通过物理和化学方法改性，开发出品种牌号多样化、性能各异、用途专一的产品，而共混改性技术是改善尼龙类产品性能的有效而直接的方法之一。近年来随着增容技术的发展，尼龙共混改性也迅速发展，开发出众多的以尼龙树脂为基体的尼龙复合材料或合金。
公开号为cn106751784a(公开日2017-5-31)的专利中报道了一种高刚性、耐腐蚀性尼龙合金管道专用料，原料为尼龙6、sebs接枝物、改性ppo及助剂、增强材料，混合挤出造粒得到的尼龙合金材料具有良好的加工性以及优异的机械性能，公开号为cn101440212(公开日2009-05-27)的专利中公开了一种热塑性环保阻燃增强尼龙合金、cn103146176a(公开日2013-06-12)的专利中公开了一种功能化聚苯醚接枝共聚物增容改性ppo/pa合金材料，合金材料中采用的尼龙都是尼龙6或者尼龙66。
pa56是尼龙家族的新成员，它是我国近两年自主合成的生物基新型尼龙，在山东已经投产。对比pa66，pa56分子量略小，结晶度略高，其熔点254.1℃，耐温可以媲美pa66，其玻璃化温度、强度、柔软度、吸湿性、回弹性都优于尼龙6和尼龙66，开发以pa56为原料的尼龙复合材料，使其替代尼龙66应用在汽车、纺织、机械、电子电器等领域是工程塑料领域的新挑战。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种具有优良综合力学性能的热塑性增强聚酰胺合金材料，pa56与pa66共混，取长补短，pa56可以改善合金的流动性和提高氧指数，而pa66在最高使用温度方面给予保障。本发明中pa56的部分原料源自生物发酵法获得，本发明所制备的聚酰胺合金材料是满足电子电气和家用电器设备要求的新型环保聚合物材料。
为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种热塑性增强生物基pa56/pa66合金，所述合金包括以下重量份数的原料：
生物基pa56：15～85
pa66：15～85
相容剂：2～15
玻璃纤维：10～50
其中，生物基pa56的合成原料之一1,5-戊二胺是通过生物发酵技术获得，己二酸来源可以是通过生物发酵技术获得，也可以是通过石油化工制造而得，其中生物质来源为35～100wt％，所述的生物基pa56包含符合astmd6866标准的可再生来源的有机碳。在本发明中，pa56和pa66的98wt％硫酸相对粘度为2.2～3.8，具体选用的粘度范围根据下游应用不同而定，对于要求流动性高的制品，选择低粘度尼龙作为原料。
pa56和pa66在化学结构方面具有非常高的相似性，但分子结构上的细微差异导致两种产品或多或少存在一些区别。一方面，氢键的存在使二者具有一定的相容性；另一方面，结构上的差异和分子对称性不同导致氢键密度降低，从而降低两种尼龙之间的相容性。因此，pa56和pa66具有部分相容性，添加相容剂可以进一步提高两种聚合物之间的相容性。
在本发明中，选择甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯、无规乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、无规乙烯-丙烯酸甲酯-马来酸酐共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯酯、马来酸酐接枝氢化丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或两种以上混合物作为相容剂。
本发明中，相容剂的用量不超过总质量的15％。
玻璃纤维是常用的聚合物增强材料之一，本发明中选用的是无碱玻璃纤维，是直径为6～15微米并经硅烷偶联剂进行表面处理的商业化尼龙复合材料专用玻璃纤维，玻璃纤维的加入使得产品热塑性增强。
本发明中，所述合金还包括0.1～5重量份的加工助剂。
加工助剂包括抗氧剂、润滑剂和成核剂中的一种或多种。
在本发明中，抗氧剂为n,n-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)丙酸]季戊四醇二亚磷酸酯、2,2-亚甲基-双(4-乙基-6-叔丁基酚)、4,4-偏丁撑-双-(6-叔丁基间甲酚)、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4羟基苄基)苯等的一种及两种以上混合物。
本发明中，选用n,n'-乙撑双硬脂酰胺、n,n-乙撑双脂肪酸酰胺改性物、氧化聚乙烯蜡、聚乙烯-乙酸乙烯蜡、部分皂化聚乙烯蜡、油酸酰胺、芥酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、褐煤酸酯、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸钠、硬脂酸钡、高分子有机硅(如硅酮粉)中的一种及两种以上混合物作为润滑剂。
润滑剂的作用是多方面的，如润滑剂的主要作用是降低在挤出过程中树脂分子链段之间的摩擦力、熔体与加工设备之间的摩擦力，防止摩擦生热导致的树脂降解，保证复合材料的性能不会因为热降解而劣化。润滑剂还能降低树脂的表观粘度，增加树脂的流动性，改善共混物的加工性、提高加工效率。再者，润滑剂还具有防止树脂与模具粘着，增加成型加工时的脱模性。
本发明中，成核剂至少包含一种有机化合物和至少一种无机化合物。可用作成核剂的有机化合物包括：褐煤酸钙、褐煤酸钠、聚丙烯酸离聚物、苯甲酸钠、bruggolenp22、cav102、acyln204，无机化合物包括滑石粉、有机改性的钠基蒙脱土、沸石、氧化铝、云母、高岭土、氧化镁、碳酸钙、碳酸钠。无机成核剂的平均粒径为1～20微米。
本发明中，热塑性增强生物基pa56/pa66合金材料按以下加工工艺制备：
按质量份数，15～85份的生物基pa56、15～85份的pa66、2～15份的相容剂、0.1～5份的各种加工助剂(包括抗氧剂、润滑剂、成核剂中的一种或多种)在高速搅拌机中混合均匀，高速混合机的转速为600～800转/分钟，混合时间为3～5分钟，混合均匀的物料通过双螺杆挤出机主喂料口加入。
玻璃纤维通过侧喂料口加入，侧喂料口位置距离双螺杆挤出机主喂料口的距离为螺杆长度的65～75％。
双螺杆挤出机温度的温度为250～285℃，双螺杆转速为150～250转/分钟。
所选用的双螺杆挤出机为同相双螺杆挤出机。
有益效果：本发明制备的热塑性增强生物基pa56/pa66合金具有优良的综合力学性能，pa56与pa66共混，取长补短，相比于单独的pa56、pa66材料在抗冲击能力方面显示出优越性，本发明中pa56的部分原料源自生物发酵法获得，本发明所制备的聚酰胺合金材料是满足电子电气和家用电器设备要求的新型环保聚合物材料。
具体实施方式：
本发明中，热塑性增强生物基pa56/pa66合金材料在85℃下干燥6小时后注塑成测试样条，注塑温度为260～275℃。
在本发明中，热塑性增强生物基聚酰胺合金材料的性能测试参照以下标准：
以下结合实施例对本发明做进一步的详细说明，但本发明不限于这些实施例。
本发明中所选用原料信息如下：
聚酰胺56(pa56)：凯赛(金乡)生物材料有限公司，96wt％硫酸相对粘度为2.8
尼龙66(pa66)：平顶山神马工程塑料有限责任公司，96wt％硫酸相对粘度为2.8
无碱玻璃纤维：中国巨石集团有限公司，直径为6～15微米
马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(epdm-g-ma)：宁波能之光新材料科技有限公司
马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(sebs-g-ma)：朗盛化学(上海)有限公司
马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(poe-g-ma)：杜邦中国集团有限公司
n,n-乙撑双脂肪酸酰胺改性物(taf)：苏州兴泰国光化学助剂有限公司
硬脂酸钙(cast2)：灵寿县恒泰化工有限公司
尼龙成核剂bruggolenp22：布吕格曼亚洲有限公司
克莱恩成核剂cav102：克莱恩涂料(上海)有限公司
成核剂acyln204：霍尼韦尔中国有限公司
有机蒙脱土ommt：江西固康新材料有限公司
抗氧剂1098：汽巴精化(中国)有限公司
实施例1：
将原料生物基pa562191g、pa66939g、相容剂epdm-g-ma300g、润滑剂taf25g、成核剂cast225g、p222.5g、ommt7.5g、抗氧剂109810g在高速搅拌机中充分混合，混合温度为室温，高速混合机的转速为600转/分钟，混合时间为5分钟。混合好的原料从双螺杆挤出机主喂料口加入，无碱玻璃纤维1500g从侧喂料口加入，然后进行熔融挤出，双螺杆挤出机温度为285℃，双螺杆转速为160转/分钟。挤出的切片在85℃下干燥后注塑成测试样条，然后进行测试，测试结果列于表1中。
实施例2：
将原料生物基pa562184g、pa66936g、相容剂poe-g-ma300g、润滑剂taf35g、成核剂cast225g、p222.5g、ommt7.5g、抗氧剂109810g在高速搅拌机中充分混合，混合温度为室温，高速混合机的转速为600转/分钟，混合时间为5分钟。混合好的原料从双螺杆挤出机主喂料口加入，无碱玻璃纤维1500g从侧喂料口加入，然后进行熔融挤出，双螺杆挤出机温度为270℃，双螺杆转速为200转/分钟。挤出的切片在85℃下干燥后注塑成测试样条，然后进行测试，测试结果列于表1中。
实施例3：
将原料生物基pa562177g、pa66933g、相容剂sebs-g-ma300g、润滑剂taf45g、成核剂cast225g、acyln2042.5g、ommt7.5g、抗氧剂109810g在高速搅拌机中充分混合，混合温度为室温，高速混合机的转速为600转/分钟，混合时间为5分钟。混合好的原料从双螺杆挤出机主喂料口加入，无碱玻璃纤维1500g从侧喂料口加入，然后进行熔融挤出，双螺杆挤出机温度为250℃，双螺杆转速为180转/分钟。挤出的切片在85℃下干燥后注塑成测试样条，然后进行测试，测试结果列于表1中。
实施例4：
将原料生物基pa561560g、pa661560g、相容剂epdm-g-ma300g、润滑剂taf35g、成核剂cast225g、acyln2042.5g、ommt7.5g、抗氧剂109810g在高速搅拌机中充分混合，混合温度为室温，高速混合机的转速为600转/分钟，混合时间为5分钟。混合好的原料从双螺杆挤出机主喂料口加入，无碱玻璃纤维1500g从侧喂料口加入，然后进行熔融挤出，双螺杆挤出机温度为280℃，双螺杆转速为180转/分钟。挤出的切片在85℃下干燥后注塑成测试样条，然后进行测试，测试结果列于表1中。
实施例5：
将原料生物基pa561555g、pa661555g、相容剂poe-g-ma300g、润滑剂taf35g、成核剂cast225g、p222.5g、ommt7.5g、抗氧剂109810g在高速搅拌机中充分混合，混合温度为室温，高速混合机的转速为600转/分钟，混合时间为5分钟。混合好的原料从双螺杆挤出机主喂料口加入，无碱玻璃纤维1500g从侧喂料口加入，然后进行熔融挤出，双螺杆挤出机温度为270℃，双螺杆转速为250转/分钟。挤出的切片在85℃下干燥后注塑成测试样条，然后进行测试，测试结果列于表1中。
实施例6：
将原料生物基pa561565g、pa661565g、相容剂sebs-g-ma300g、润滑剂taf25g、成核剂cast225g、cav1022.5g、ommt7.5g、抗氧剂109810g在高速搅拌机中充分混合，混合温度为室温，高速混合机的转速为600转/分钟，混合时间为5分钟。混合好的原料从双螺杆挤出机主喂料口加入，无碱玻璃纤维1500g从侧喂料口加入，然后进行熔融挤出，双螺杆挤出机温度为270℃，双螺杆转速为200转/分钟。挤出的切片在85℃下干燥后注塑成测试样条，然后进行测试，测试结果列于表1中。
实施例7：
将原料生物基pa56933g、pa662177g、相容剂epdm-g-ma300g、润滑剂taf25g、成核剂cast225g、cav1022.5g、ommt7.5g、抗氧剂109810g在高速搅拌机中充分混合，混合温度为室温，高速混合机的转速为600转/分钟，混合时间为5分钟。混合好的原料从双螺杆挤出机主喂料口加入，无碱玻璃纤维1500g从侧喂料口加入，然后进行熔融挤出，双螺杆挤出机温度为280℃，双螺杆转速为180转/分钟。挤出的切片在85℃下干燥后注塑成测试样条，然后进行测试，测试结果列于表1中。
实施例8：
将原料生物基pa56939g、pa662191g、相容剂poe-g-ma300g、润滑剂taf25g、成核剂cast225g、acyln2042.5g、ommt7.5g、抗氧剂109810g在高速搅拌机中充分混合，混合温度为室温，高速混合机的转速为600转/分钟，混合时间为5分钟。混合好的原料从双螺杆挤出机主喂料口加入，无碱玻璃纤维1500g从侧喂料口加入，然后进行熔融挤出，双螺杆挤出机温度为285℃，双螺杆转速为160转/分钟。挤出的切片在85℃下干燥后注塑成测试样条，然后进行测试，测试结果列于表1中。
实施例9：
将原料生物基pa56936g、pa662184g、相容剂sebs-g-ma300g、润滑剂taf35g、成核剂cast225g、p222.5g、ommt7.5g、抗氧剂109810g在高速搅拌机中充分混合，混合温度为室温，高速混合机的转速为600转/分钟，混合时间为5分钟。混合好的原料从双螺杆挤出机主喂料口加入，无碱玻璃纤维1500g从侧喂料口加入，然后进行熔融挤出，双螺杆挤出机温度为270℃，双螺杆转速为250转/分钟。挤出的切片在85℃下干燥后注塑成测试样条，然后进行测试，测试结果列于表1中。
对比例1：
将原料生物基pa563620g、相容剂sebs-g-ma300g、润滑剂taf35g、成核剂cast225g、p222.5g、ommt7.5g、抗氧剂109810g在高速搅拌机中充分混合，混合温度为室温，高速混合机的转速为600转/分钟，混合时间为5分钟。混合好的原料从双螺杆挤出机主喂料口加入，无碱玻璃纤维1500g从侧喂料口加入，然后进行熔融挤出，双螺杆挤出机温度为270℃，双螺杆转速为200转/分钟。挤出的切片在85℃下干燥后注塑成测试样条，然后进行测试，测试结果列于表1中。
对比例2：
将原料pa663620g、相容剂epdm-g-ma300g、润滑剂taf35g、成核剂cast225g、p222.5g、ommt7.5g、抗氧剂109810g在高速搅拌机中充分混合，混合温度为室温，高速混合机的转速为600转/分钟，混合时间为5分钟。混合好的原料从双螺杆挤出机主喂料口加入，无碱玻璃纤维1500g从侧喂料口加入，然后进行熔融挤出，双螺杆挤出机温度为285℃，双螺杆转速为160转/分钟。挤出的切片在85℃下干燥后注塑成测试样条，然后进行测试，测试结果列于表1中。
表1
从表1中数据可见，在拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度和弯曲模量等力学性能方面，热塑性增强生物基pa56/pa66合金的性能与玻璃纤维增强pa56和玻璃纤维增强pa66的力学性能基本保持一致，但合金材料具有更高的抗冲击能力。
在提高合金材料悬臂梁缺口冲击强度方面，使用epdm-g-ma作为相容剂的效果最好，poe-g-ma次之。
上述对实施例的描述是为了进一步说明和应用本发明，因此，本发明不限于实施例所列举的
技术实现要素：
，本领域技术人员根据发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都在本发明的保护范围之内。