一种环保型良外观热水稳定聚酰胺组合物及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种环保型良外观热水稳定聚酰胺组合物及其制备方法，由以下重量百分比含量的各组分组成：聚酰胺A 25～65％，聚酰胺B 5?30％，玻璃纤维25～50％，相容剂1?10％，偶联剂0.2～0.6％，抗氧剂0.2～0.4％，润滑剂0.2～1％。本发明还提供这种组合物的制备方法。本发明优点在于：利用本发明制备的材料具有特别优异的外观质量和机械性能,耐热水性能保持率高，环保，极低析出，符合食品接触级材料要求，特别适用于高压清洗领域以，及日常卫浴设备配件等水接触领域。
【专利说明】
一种环保型良外观热水稳定聚酰胺组合物及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及高分子材料领域，具体地说，是一种环保型良外观热水稳定聚酰胺组 合物及其制备方法。
【背景技术】
[0002] PA66是聚酰胺家族中产量最大、用途最广泛的品种之一，是优良的工程塑料。它具 有耐磨、自润滑、耐冲击等诸多优良性能，广泛应用于汽车、机械、电子等领域。但是同时 PA66由于吸水性大，导致尺寸不稳定，干态和湿态性能差距大等缺点。为了改善这一问题， 为实现工程塑料应用，利用玻璃纤维填充增强改性是行业内比较常见的手段之一，但常规 的玻纤改性不仅会造成"浮纤"而影响最终表面质量，同时普通的玻纤无机物与高分子树脂 间的相容性不理想，常规改性并不能提升耐水解性能，在一定程度上限制了特别是在水接 触领域材料的应用。近些年高压清洗行业不断发展，水仍是最常见的清洗介质，随着耐静压 要求的不断提升，需要材料有更高的机械强度和耐水性能保持率以及优异的稳定性。另一 方面，在生活卫浴领域，受制于铜质材料含有铅和成本等因素，用环保型工程塑料来替代传 统的铜质材料是行业内一重大趋势。
[0003] 中国专利文献CN 102311638B公开了一种耐水解耐醇解玻纤增强PPA材料及其制 备方法，利用其发明制备的材料具有高的耐醇解性能，但是其性能不能满足对高爆压强度 的要求，而且原材料成本高，生产稳定性不易控制，析出风险大，不易用于生活类水接触领 域材料。
[0004] 但是关于一种环保型良外观热水稳定聚酰胺组合物及其制备方法目前还未见报 道。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了克服上述现有技术不足而提供一种环保、耐冷热水稳定性 好、机械性能高、外观优良的环保型良外观热水稳定聚酰胺组合物及其制备方法。
[0006] 本发明的目的可以通过以下技术方案来达到：
[0007] 本发明的第一方面，提供一种环保型良外观热水稳定聚酰胺组合物，所述组合物 包括以下重量百分比含量的各组分： 聚酰胺A 25~65%， 聚酰胺B 5~30%， 玻璃纤维 25~50%，
[0008] 相容剂 1~10% 偶联剂 0.2~0.6%， 抗氧剂 0.2~0.4%， 润滑剂 0.2~1%。
[0009] 所述聚酰胺A为共聚PA66，己二酸己二胺与己内酰胺共聚而成，己内酰胺的占比为 2-15%，优选的可以是美国首诺公司生产的PA6685XFS。
[0010] 所述的聚酰胺B为?六610、？六612、？六1010、？六12、？六1212中的一种，优选的可以是 PA610〇
[0011]所述的玻璃纤维为短切玻纤，纤维长度为3~7mm，其横向截面为圆形或非规则多 变形结构，优选的可以是PPG公司的HP3660或日东纺的CSG3PA-830。
[0012] 所述的相容剂为PE接枝物，为PE-g-MAH，PE-g-GMA，PE-g-AS中的一种，优选的是南 通日之升生产的5904。
[0013] 所述偶联剂为氣基硅烷系偶联剂。
[0014] 所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂与多羟基醇复合体系，优选168与双季戊四醇按 重量比1:1复配而成。
[0015] 所述润滑剂为含褐煤酸的盐或其共聚物，优选褐煤酸钠。
[0016] 本发明的第二方面，提供上述环保型良外观热水稳定聚酰胺组合物的制备方法， 包括以下步骤：
[0017] (1)原料的干燥:将聚酰胺A、聚酰胺B于真空烘箱中，在100~120°C的温度下干燥4 ~8小时；
[0018] (2)将除所述玻璃纤维外的各组分混合后经喂料机加入双螺杆挤出机中，所述玻 璃纤维由双螺杆挤出机玻纤入口加入，进行挤出造粒；
[0019] 所述的加工工艺为：双螺杆挤出机的螺杆转速控制在30HZ~45HZ，温度控制第一 段230~240°C、第二段250~260°C、第三段250~260°C、第四段260~270°C、第五段270~ 280°C、第六段270~280°C、第七段260~270°C、第八段260~270°C、第九段260~270°C、第 十段250~260°C，第4段与第9段为真空装置，真空度控制低于-O.IMPa。
[0020] 本发明优点在于：
[0021] 1、本发明通过工艺创新，在螺杆第四段与第九段设置真空口，在螺杆第四段时，树 脂原料已塑化完全，物料的比表面积最大，在此段进行抽真空，可以有效抽出树脂和助剂中 的小分子挥发物及水分，第五段至第八段为剪切段，剪切段物料的比表面积变小，在螺杆第 九段已混合完全，再次进入物料输送段，物料的比表面积变大，此时设置真空可进一步抽出 树脂、助剂以及玻纤中的小分子挥发物及水分，所获材料环保安全，将小分子抽出，降低体 系的含水率，水分类似于小分子润滑剂，在螺杆剪切分散段，虽能提高玻纤的流动性和分散 性，但尼龙链段也更易随剪切方向运动，因此尼龙链段难以与玻纤缠结，两者之间的相互作 用力也受水分子所减弱。
[0022] 2、在玻纤增强材料中，树脂与玻纤组合相当于"钢筋混凝土"，材料的力学强度优 异，通过添加耐水解级改性的短切玻纤，提高玻纤的反应活性，从而提高尼龙与玻纤的结合 能力，更进一步的，采用PE接枝物作为相容剂，一方面通过接枝物官能团与在玻纤与树脂之 间形成"手牵手"的桥梁结构，让玻纤与树脂结合的更加紧密，提高水解难度；另一方面，另 一端的PE物质在加工工艺控制下，在材料表面形成一层疏水结构，保护材料内部结构。 [0023] 3、配方中添加共聚PA66,由于共聚PA66的分子链规整性被破坏，因此其结晶性能 差，无定型组分的存在可很好的包覆玻纤，同时可抑制其他助剂的析出，提高表面性能。
[0024] 4、亚磷酸酯类抗氧剂与多羟基醇复合抗氧体系，提高材料的耐热氧老化性能，用 褐煤酸类润滑剂提高加工爽滑特性以及玻纤在树脂中的分散，从而提高材料的整体强度和 稳定性。
[0025] 5、配方所用原料均符合食品接触级材料要求。
[0026] 6、本发明提供了一种性能稳定，水解保持率高，高耐静压的玻纤增强PA66复合材 料，该材料具有特别优异的外观质量和机械性能，耐热水性能保持率高，环保，极低析出，符 合食品接触级材料要求，特别适用于高压清洗领域以及日常卫浴设备配件等水接触领域。
【附图说明】
[0027] 图1是本发明的环保型良外观热水稳定聚酰胺组合物的制备工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合实施例对本发明提供的【具体实施方式】作详细说明。
[0029] 实施例1~6
[0030] 本实施例1~6涉及一种环保型良外观热水稳定聚酰胺组合物，其制备方法包括以 下步骤：
[0031] (1)按照表1中实施例1-6的组分及含量进行备料，其中聚酰胺A为共聚尼龙，优选 的可以是首诺的85XFS;聚酰胺B优选的是PA610,玻璃纤维为短切玻纤，纤维长度为3~7mm， 其横向截面为圆形或非规则多变形结构，优选的是PPG的HP3660;相容剂为PE接枝物，优选 的是南通日之升生产的5904;偶联剂为氨基硅烷系偶联剂，抗氧剂为168与双季戊四醇按重 量比1:1复配而成、润滑分散剂为褐煤酸钠。
[0032] (2)如图1所示，将除玻璃纤维外的各原料组分按上述比例混合后经喂料机加入双 螺杆挤出机中，玻璃纤维由双螺杆挤出机玻纤入口加入，进行挤出造粒。
[0033] 螺杆转速控制在30HZ~45HZ，温度控制第一段230~240°C、第二段250~260°C、第 三段250~260°C、第四段260~270°C、第五段270~280°C、第六段270~280°C、第七段260~ 270°C、第八段260~270°C、第九段260~270°C、第十段250~260°C，第4段与第9段为真空装 置，真空度控制低于-O.IMPa。本实施例所提供的环保型良外观热水稳定聚酰胺组合物，可 以作为高压水接触领域材料的专用料。
[0034]表 1
[0036] 上述制备的材料的按ISO标准测试机械性能，并将对应的材料注塑成清洗机样品， 测试常态和24小时水煮后的静压强度，如下表2:
[0037] 表 2
[0038]
[0039] 由表2可知:按实施例1-6制备的环保型良外观热水稳定聚酰胺，表面质量好，性能 较高，稳定满足常态静压强度测试大于50Mpa，耐水解性能良好，10(TC水煮24小时后爆压强 度大于30Mpa，适用于高压清洗领域，以及生活卫浴水接触领域的应用要求。
[0040] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为 本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种环保型良外观热水稳定聚酰胺组合物，其特征在于，所述的组合物由以下重量 百分比含量的各组分组成： 聚酰胺A 25~65%， 聚酰胺B 5~30%， 玻璃纤维 25~50%， 相容剂 1~10%， 偶联剂 0.2~0.6%， 抗氧剂 0.2~0.4%， 润滑剂 0.2~1%; 所述的聚酰胺A为共聚PA66,熔点为240~260°C，所述的聚酰胺B为PA610、PA612、 PA1010、PA12、PA1212 中的一种。2. 根据权利要求1所述的环保型良外观热水稳定聚酰胺组合物，其特征在于，所述的共 聚PA66为己二酸己二胺与己内酰胺共聚而成，己内酰胺的占比为2~15%。3. 根据权利要求1所述的环保型良外观热水稳定聚酰胺组合物，其特征在于，所述的玻 璃纤维为短切玻纤，纤维长度为3~7mm，其横向截面为圆形或非规则多变形结构。4. 根据权利要求1所述的环保型良外观热水稳定聚酰胺组合物，其特征在于，所述的相 容剂为PE接枝物，为PE-g-MAH，PE-g-GMA，PE-g-AS中的至少一种。5. 根据权利要求1所述的环保型良外观热水稳定聚酰胺组合物，其特征在于，所述偶联 剂为氣基硅烷系偶联剂。6. 根据权利要求1所述的环保型良外观热水稳定聚酰胺组合物，其特征在于，所述抗氧 剂为亚磷酸酯类抗氧剂与多羟基醇复合体系。7. 根据权利要求1所述的环保型良外观热水稳定聚酰胺组合物，其特征在于，所述润滑 剂为含褐煤酸的盐或其共聚物。8. 如权利要求1所述的环保型良外观热水稳定聚酰胺组合物的制备方法，其特征在于， 包括以下步骤： (1) 原料的干燥:将聚酰胺A、聚酰胺B于真空烘箱中，在100~120°C的温度下干燥4~8 小时； (2) 将除所述玻璃纤维外的各组分混合后经喂料机加入双螺杆挤出机中，所述玻璃纤 维由双螺杆挤出机玻纤入口加入，进行挤出造粒。9. 如权利要求8所述的环保型良外观热水稳定聚酰胺组合物的制备方法，其特征在于， 所述的制备方法的加工工艺为：双螺杆挤出机的螺杆转速控制在30HZ~45HZ，温度控制第 一段230~240°C、第二段250~260°C、第三段250~260°C、第四段260~270°C、第五段270~ 280°C、第六段270~280°C、第七段260~270°C、第八段260~270°C、第九段260~270°C、第 十段250~260°C，第4段与第9段为真空装置，真空度控制低于-O.IMPa。
【文档编号】C08L51/06GK105949763SQ201610324094
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】张强, 陈光伟, 周军杰, 苏吉英, 孟成铭, 徐熠, 段家真, 周海堤
【申请人】上海日之升科技有限公司