专利名称：高韧性聚苯醚/聚酰胺组合物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及有关高韧性聚苯醚(PPO)、聚酰胺(PA)或称尼龙和橡胶弹性体组成的共混合金的配方及其制备。
PPO与PA共混合金的配方已经有美国专利U.S.Pat.No.3,379,792和4,338,421、日本专利No.997/1970的报道，它们披露，用聚酰胺可以改善PPO的加工性能和提高共混物的耐热性和耐化学溶剂。但上述共混物由于脆性不具有实用性。
欧洲专利EP 255,184及美国GE公司在中国注册的专利公告号1141319，采用乙烯基芳香烃(如聚苯乙烯PS)与共轭双烯(如丁二烯、异戊二烯等及其衍生物，经氢化或未氢化)经官能化组成的嵌段共聚物，可以改善PPO/PA共混合金的韧性。
美国专利U.S.Pat.4,315,086、U.S.Pat.4,654,405以及国际应用专利PCT/US86/01511，曾披露采用官能化聚苯醚与聚酰胺和冲击改性剂如SBS可以提高PPO/PA共混合金的韧性。
国际应用专利WO 88/08433，披露采用官能化聚苯醚和官能化乙烯-丙烯橡胶(m-EPR)先共混，然后将此共混物再与尼龙6共混，可以大大提高共混物的缺口冲击强度。这里官能化是必要的。但由于PPO和弹性体分别都需要进行官能化处理，其操作相对复杂。
本发明克服了现有技术中操作的复杂性，而提出一种高韧性聚苯醚/聚酰胺/官能化橡胶弹性体组合物和其制备方法。
本发明的高韧性聚苯醚/聚酰胺/官能化橡胶弹性体组合物的组分和配方如表1(以下按重量百分数计)表1组分 含量范围(Wt.％)聚苯醚5～75 最好在5～50聚酰胺85～10 最好在80～20官能化聚烯烃弹性体5～50聚苯醚(PPO)的分子结构式如下
其中R2和R6可以是烷基，如甲基、乙基、丙基等，也可以是苯基或由氟、氯、溴、碘组成的卤代烃，还可以其中一个是H原子。R3和R5可以是H原子，也可以是甲基。当R2、R6和R5为H原子时，R3是甲基就是3-甲基-1，4聚苯醚。带上卤代烃主要是使聚苯醚更具阻燃性。n是聚合度。这里所用的PPO，n值至少在50以上。
上述的聚酰胺(PA尼龙)，可以是尼龙6、尼龙66、尼龙46、尼龙610及其它一般使用的尼龙类高聚物等，但其中的二胺基必须过量。其数均分子量从15,000至40,000。
上述的官能化聚烯烃橡胶弹性体可以是乙-丙橡胶(EPR)、乙烯-辛烯共聚橡胶(POE)，也可以是乙烯-丙烯-二烯类共聚橡胶弹性体(EPDM)。其中以EPDM最好。这些弹性体必须经过官能化处理，其反应基团可以是羧酸类如富马酸等、酸酐如马来酸酐等，还可以是环氧基团等。PPO/PA/弹性体组合物的制备方法是按下列顺序步骤进行1.熔融共混挤出造粒共混造粒可以采用分阶段造粒和一次性造粒两种方法进行。
(1)分段造粒法按共混物总重量百分数将PPO 5～75(或尼龙10～85)与官能化弹性体5～50在230-285℃进行熔融共混挤出造粒，然后将上述粒料再与尼龙10～85(或PPO 5～75)在230-285℃进行熔融共混挤出造粒，得到共混粒料。
(2)一次性造粒法是将PPO、尼龙和官能化弹性体三个组分一起按重量百分数5～75∶10～85∶5～50(较佳为5～50∶20～80∶5～50)在240-285℃进行一次性熔融挤出造粒，得到共混粒料。
共混挤出造粒采用双螺杆挤出机，也可以采用单螺杆挤出机。2.熔融注塑成型将上述得到的共混粒料，在240-285℃，注射压力6-8MPa，模具温度为70-90℃，用注塑机注射成样品或部件。
本发明的高韧性聚苯醚/聚酰胺/官能化聚烯烃弹性体可以得到高韧性、高延伸率的共混合金。性能见表2。表2
下述共混配方和制备的样品按ASTM标准进行力学性能测定。采用D-638标准测定样品的拉伸强度和断裂延伸率；采用D-790标准测定样品的抗弯强度和模量；采用D-256标准测定样品的悬臂梁(Izod)缺口冲击强度；采用国产PHB-625型工程塑料硬度计测定样品的布氏硬度值。
所有配方例中所用的PPO为2，6二甲基-1，4聚苯醚，聚酰胺为尼龙6，EPDM和用于比较的EPR弹性体是经过马来酸酐化。实施例1(对比例)将PPO粉料和尼龙6粒料干燥后，按PPO/尼龙6重量比为10∶90，在SHJ-30型双螺杆挤出机进行共混造粒。螺杆直径为30mm，长径比为23.2，转速为50转/分。料筒温度从1-4段分别为240、270、285和285℃。
将上述得到的共混粒料干燥后，在SZ-160/80型注塑机上注射成标准样品，料筒温度与挤出造粒的条件同。模温为80℃，注射压力为7MPa，注射周期40秒，保压20秒。注射后的样品在干燥器中23℃存放40小时以上，再进行力学性能测定。其结果见表3。实施例2(对比例)将PPO与尼龙6重量比为20∶80的料，按实施例1的工艺条件制备样品和进行性能测定。其结果见表3。实施例3(对比例)将PPO与尼龙6重量比为30∶70的料，按实施例1的工艺条件制备样品和进行性能测定。其结果见表3。表3 未增韧改性PPO/PA-6共混合金的力学性能
与实施例1相同工艺条件制备的纯尼龙6在23℃的Izod缺口冲击强度为40(J/m)，而纯PPO为39(J/m)。
由上说明，未加增韧剂除PPO/PA-6配比为10∶90的冲击强度比纯PPO和纯尼龙略高些，其它配比都比纯组分低。总之，共混合金是脆的。实施例4将PPO、尼龙6和m-EPDM配比为5∶80∶15进行一次性共混造粒，然后注射成标准样品。造粒和注塑样品的工艺条件与实施例1同。性能结果见表2。实施例5将PPO、尼龙6和m-EPDM配比为10∶75∶15进行一次性共混造粒(实施例4)，并按实施例1的工艺条件进行造粒、注塑成样品和进行性能测定。结果见表2。实施例6将PPO、尼龙6和m-EPDM配比为50∶35∶15进行一次性共混造粒(实施例4)，并按实施例1的工艺条件进行造粒、注塑成样品和进行性能测定。结果见表2。实施例7将PPO、尼龙6和m-EPDM配比为75∶10∶15进行一次性共混造粒(实施例4)，并按实施例1的工艺条件进行造粒、注塑成样品和进行性能测定。结果见表2。实施例8将PPO、尼龙6和m-EPDM配比为10∶85∶5进行一次性共混造粒(实施例4)，并按实施例1的工艺条件进行造粒、注塑成样品和进行性能测定。结果见表2。实施例9将PPO、尼龙6和m-EPDM配比为10∶70∶20进行一次性共混造粒(实施例4)，并按实施例1的工艺条件进行造粒、注塑成样品和进行性能测定。结果见表2。实施例10将PPO、尼龙6和m-EPDM配比为10∶40∶50进行一次性共混造粒(实施例4)，并按实施例1的工艺条件进行造粒、注塑成样品和进行性能测定。结果见表2。实施例11将PPO、尼龙6和m-EPDM配比为30∶50∶20进行一次性共混造粒(实施例4)，并按实施例1的工艺条件进行造粒、注塑成样品和进行性能测定。结果见表2。实施例12将PPO、尼龙6和m-EPDM配比为30∶20∶50进行一次性共混造粒(实施例4)，并按实施例1的工艺条件进行造粒、注塑成样品和进行性能测定。结果见表2。
由表2说明，弹性体含量在5％～50％都可以提高共混合金的韧性，其断裂伸长率也高。但弹性体含量过高不仅冲击强度和断裂伸长率下降，也使其他力学性能降下来。实施例13将PPO、尼龙6和弹性体m-EPR配比为5∶80∶15进行一次性共混造粒(实施例4)，并按实施例1的工艺条件进行造粒、注塑成共混合金的样品和进行性能测定。其结果与相同配比、相同工艺条件由m-EPDM弹性体组成的PPO/尼龙共混合金(实施例4)进行比较。见表4。实施例14将PPO、尼龙6和弹性体m-EPR配比为10∶75∶15进行一次性共混造粒(实施例4)，并按实施例1的工艺条件进行造粒、注塑成共混合金的样品和进行性能测定。其结果与相同配比、相同工艺条件由m-EPDM弹性体组成的PPO/尼龙共混合金(实施例5)进行比较。见表4。实施例15将PPO、尼龙6和弹性体m-EPR配比为50∶35∶15进行一次性共混造粒(实施例4)，并按实施例1的工艺条件进行造粒、注塑成共混合金的样品和进行性能测定。其结果与相同配比、相同工艺条件由m-EPDM弹性体组成的PPO/尼龙共混合金(实施例6)进行比较。见表4。表4不同弹性体(含量固定为15％)组成共混合金的力学性能比较
由表4看出，用m-EPDM改性PPO/尼龙共混物效果比m-EPR的好，不仅韧性好，其它性能差别也不甚大。
权利要求
1.高韧性聚苯醚/聚酰胺组合物，其特征在于所述的组合物包括如下组分和含量(重量百分数)聚苯醚5～75聚酰胺85～10官能化聚烯烃弹性体 5～50
2.根据权利要求1所述的高韧性聚苯醚/聚酰胺组合物，其特征在于所述的组合物包括如下组分和含量(重量百分数)聚苯醚5～50聚酰胺80～20官能化聚烯烃弹性体 5～50
3.根据权利要求1所述的高韧性聚苯醚/聚酰胺组合物，其特征在于所述的聚苯醚为2，6二甲基-1，4聚苯醚。
4.根据权利要求1所述的高韧性聚苯醚/聚酰胺组合物，其特征在于所述的聚酰胺为尼龙6。
5.根据权利要求1所述的高韧性聚苯醚/聚酰胺组合物，其特征在于所述的官能化聚烯烃弹性体为m-EPDM或m-EPR。
6.根据权利要求1所述的高韧性聚苯醚/聚酰胺组合物的制备方法，其特征在于按下列顺序步骤进行(1)一次性熔融共混挤出造粒按重量百分数计将聚苯醚∶聚酰胺∶官能化聚烯烃弹性体为5～50∶80～20∶5～50在240-285℃用螺杆挤出机进行熔融共混挤出造粒，得到共混粒料。(2)熔融注塑成型将上述共混粒料，在240-285℃、注射压力为6-8MPa和模温为70-90℃，用注塑机注射成样品或部件。
全文摘要
本发明的高韧性聚苯醚(PPO)/聚酰胺(PA)/官能化橡胶弹性体组合物,按重量百分数其含量分别为5～75,10～85和5～50,经熔融共混造粒和熔融注塑成型进行制备。所得组合物具有高韧性和高延伸率。
文档编号C08L23/00GK1246499SQ9811771
公开日2000年3月8日 申请日期1998年8月31日 优先权日1998年8月31日
发明者柯毓才 申请人:中国科学院化学研究所