本发明属于pa6/pa66增韧材料及其制备方法领域。具体涉及一种epdm-g-mah结合无机粒子增韧pa6/pa66的材料及其制备方法。
背景技术：
1、聚酰胺6/聚酰胺66是一种特种工程塑料，具有优异的耐热性、耐磨性和电绝缘性，以及良好的加工性能和机械性能，广泛应用于汽车制造、电子电器、机械设备、石油化工、轨道交通等领域。然而聚酰胺6/聚酰胺66高温下冲击韧性较差和缺口敏感性大，其应用受到限制，难以满足其在结构材料、薄膜、涂层、复合材料等多方面的应用。随着各行业对高性能树脂材料的需求增大，对聚酰胺6/聚酰胺66提出更高的要求。
2、目前，对特种工程塑料增韧改性的主要手段是利用相容性好的橡胶与塑料共混，从而获得高强高韧的树脂共混材料，但由于两者相容性较差，反而限制了橡胶对塑料韧性的提高，恶化后者的强度；研究发现无机填料作为增韧剂引入塑料中，可在保证塑料的刚性、耐热性等优异性能的同时有效提高其缺口冲击韧性和强度；无机填料作为使用量大的添加剂，具有价格低廉、加工性好、使用方便等诸多优点，便于实现生产自动化和工业化应用。本发明旨在制备性能优异的三元乙丙橡胶接枝物，利用其与无机粒子填料协同增韧pa6或pa66，其中，将无机粒子填料和添加剂分别预混，再添加到共混材料中，能够简化工艺、提高混炼质量，而且生产过程易于控制、减少环境污染，获得了高抗冲击强度和高韧性的pa6/pa66共混材料。
技术实现思路
1、本发明旨在提供一种改性橡胶结合无机粒子增韧工程塑料的制备方法，即利用epdm改性接枝物和无机粒子共同增韧pa6/pa66的材料及其制备方法，可提高工程塑料pa6或pa66的韧性和抗冲击强度，具有工艺简单、成本低廉、原料利用率高和过程易于控制的优点。
2、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案的具体步骤是：
3、步骤一、无机粒子作为填料部分按重量配比称取后，加入行星球磨机中以350转/分钟混合30-80分钟，出料后待用；增塑剂、补强剂、硫化延迟剂按重量配比称取后预先在行星球磨机中以350转/分钟混合30-80分钟，得到混合助剂，出料后待用。
4、步骤二、以三元乙丙橡胶和马来酸酐为原料，将橡胶、马来酸酐和混合助剂投入双螺杆挤出机共混，混合物在挤出机中借助温度和剪切力发生反应，挤出造粒后得到接枝物改性橡胶epdm-g-mah；其中，挤出机的螺杆长径比为20-30：1，转速为250-450转/分，挤出机模口温度为180-220℃。
5、步骤三、将三元乙丙橡胶接枝物epdm-g-mah、聚酰胺6(pa6)或聚酰胺66(pa66)混合均匀后投入密炼机中，密炼机温度为180-280℃，混炼6-10分钟，依次加入填料、防老剂、阻燃剂和硫化剂，再混炼6-10分钟，出料得到混炼胶；混炼胶加入双螺杆挤出机挤出造粒，螺杆转速为250-450转/分钟，机筒温度为180-280℃，得到增韧塑料母粒。
6、所述制备接枝改性物的原料为三元乙丙橡胶、马来酸酐、增塑剂、补强剂、硫化延迟剂，其配方为三元乙丙橡胶40-100份，马来酸酐、增塑剂、补强剂、硫化延迟剂共20-80份；其中马来酸酐、增塑剂、补强剂、硫化延迟剂之间为任意比例组合。
7、所述原料为橡塑共混材料、稳定剂、填料、增塑剂、防老剂、阻燃剂、硫化剂；其配方为橡塑共混材料120份，稳定剂2-5份，填料70-90份，防老剂2-3份，阻燃剂10-25份，硫化剂3-6份。
8、所述橡塑共混材料为三元乙丙橡胶接枝物epdm-g-mah 30-70份，聚酰胺6(pa6)或聚酰胺66(pa66) 30-70份。
9、所述pa6的材料牌号为akulon k224-hg6，pa66的材料牌号为akulon s223-hg6；所述增塑剂为芳烃油；所述补强剂为白炭黑；所述硫化延迟剂为水杨酸。
10、所述稳定剂为硬脂酸；所述填料为碳酸钙、二氧化硅、硫酸钡、高岭土、滑石粉、氢氧化镁或氢氧化铝中的一种或几种，粒径均在1000目以上；所述防老剂为2,2,4-三甲基1,2-二氢化喹(rd)；所述阻燃剂为无卤阻燃剂；所述硫化剂为过氧化二异丙苯。
11、由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
12、本发明采用接枝改性的epdm-g-mah引入工程塑料pa6/pa66中，经过密炼机充分混合和挤出机挤出后得到均匀的共混材料。由于改性得到的epdm-g-mah相容性明显提高，塑料相和橡胶相之间以化学键结合，增强相间结合力，从而在共混体系中起到增容剂和增韧剂的作用，改善了epdm和pa6的相容性。改性橡胶粒子均匀分布在基质中，塑料连续相与改性橡胶粒子之间有化学键结合，界面粘结力较大，能在一定程度上缓解外力，提高材料的抗冲击性能。而无机粒子可提高材料缺口冲击韧性、刚性、耐热性，还能保持材料较好拉伸强度。因此epdm-g-mah和无机粒子共同增韧引入pa6/pa66中，不但能够简化工艺、提高混炼质量，而且生产过程易于控制、避免环境污染，获得了抗冲击强度和韧性提高的pa6/pa66共混材料。韧性pa6/pa66共混材料具有较长的服役周期，同时塑料的价格较低，大范围地使用塑料能保证产品达到相应的使用标准的同等条件下，最大程度降低生产成本。此外，纯塑料无法自然分解，对环境会造成一定的破坏和污染。而通过塑料和橡胶共混的手段，改变塑料的性质，达到提高塑料降解能力的目的，减少环境压力。
13、因此本发明具有工艺简单、成本低廉、生产过程易于控制的特点，所制备的epdm-g-mah结合无机粒子增韧pa6/pa66的共混材料结构均匀，抗冲击强度和韧性提高。
1.一种epdm-g-mah结合无机粒子增韧pa6/pa66的材料及其制备方法，其特征在于所述共混方法的步骤：步骤一、无机粒子按重量配比称取后，加入行星球磨机中以350转/分钟混合30-80分钟，出料后待用；增塑剂、补强剂、硫化延迟剂按重量配比称取后预先在行星球磨机中以350转/分钟混合30-80分钟，得到混合助剂，出料后待用。步骤二、以三元乙丙橡胶和马来酸酐为原料，将橡胶、马来酸酐和混合助剂投入双螺杆挤出机共混，混合物在挤出机中借助温度和剪切力发生反应，挤出造粒后得到接枝物改性橡胶epdm-g-mah；其中，挤出机的螺杆长径比为20-30：1，转速为250-450转/分，挤出机模口温度为180-220℃。步骤三、将三元乙丙橡胶接枝物epdm-g-mah、聚酰胺6(pa6)或聚酰胺66(pa66)混合均匀后投入密炼机中，密炼机温度为180-280℃，混炼6-10分钟，依次加入填料、防老剂、阻燃剂和硫化剂，再混炼6-10分钟，出料得到混炼胶；混炼胶加入双螺杆挤出机挤出造粒，螺杆转速为250-450转/分钟，机筒温度为180-220℃，得到增韧塑料母粒。
2.根据权利要求书1所述的方法，其特征在于，所述制备接枝改性物的原料为三元乙丙橡胶、马来酸酐、增塑剂、补强剂、硫化延迟剂，其配方为三元乙丙橡胶40-100份，马来酸酐、增塑剂、补强剂、硫化延迟剂共20-80份；其中马来酸酐、增塑剂、补强剂、硫化延迟剂之间为任意比例组合。
3.根据权利要求书1所述的方法，其特征在于，所述原料为橡塑共混材料、稳定剂、填料、增塑剂、防老剂、阻燃剂、硫化剂；所述配方为橡塑共混材料120份，稳定剂2-5份，填料70-90份，防老剂2-3份，阻燃剂10-25份，硫化剂3-6份。
4.根据权利要求书1所述的方法，其特征在于，所述橡塑共混材料为三元乙丙橡胶接枝物epdm-g-mah 30-70份，聚酰胺6(pa6)或聚酰胺66(pa66) 30-70份。
5.根据权利要求书1所述的方法，其特征在于所述pa6的材料牌号为akulon k224-hg6，pa66的材料牌号为akulon s223-hg6；所述增塑剂为芳烃油；所述补强剂为白炭黑；所述硫化延迟剂为水杨酸。
6.根据权利要求书1所述的方法，其特征在于所述稳定剂为硬脂酸；所述填料为碳酸钙、二氧化硅、硫酸钡、高岭土、滑石粉、氢氧化镁或氢氧化铝中的一种或几种，粒径均在1000目以上；所述防老剂为2,2,4-三甲基1,2-二氢化喹(rd)；所述阻燃剂为无卤阻燃剂；所述硫化剂为过氧化二异丙苯。