公开/公告号CN112430391A
专利类型发明专利
公开/公告日2021-03-02
原文格式PDF
申请/专利权人 山东星达新材料有限公司;
申请/专利号CN202011316475.3
申请日2020-11-23
分类号C08L77/02(20060101);C08L23/06(20060101);C08L23/08(20060101);C08L23/12(20060101);C08L51/00(20060101);C08L83/04(20060101);C08L71/02(20060101);C08K5/134(20060101);C08K5/435(20060101);C08K5/526(20060101);C08K5/13(20060101);
代理机构37323 济南文衡创服知识产权代理事务所(普通合伙);
代理人刘真
地址 271100 山东省济南市莱芜区济莱协作区民营科技创业园
入库时间 2023-06-19 10:05:17
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域,涉及一种尼龙合金,具体而言,涉 及一种超韧超耐低温超耐磨柔性尼龙合金材料及其制备方法。
背景技术
尼龙合金也称尼龙掺混物或尼龙共混物,是采用相容化技术在尼龙中 掺入其他聚合物而制得的一类改性塑料的总称。尼龙合金通过利用尼龙和 其他助剂的相容共混可以提高材料的综合性能,改善尼龙本身存在的性能 短板,使其满足不同环境下的使用需求。但在尼龙的相容共混过程中,也 会因为各功能助剂之间协效性或相容性的问题,导致尼龙合金中的部分性 能下降,例如制得的尼龙合金具有耐低温、高韧性的优点,但机械强度较 差,缺口冲击强度较低;或者机械强度得到显著提升,但韧性较差。
为了解决这种问题,行业内的技术人员进行了众多尝试,例如中国专 利CN201710828328.6公开了一种耐低温超韧无卤阻燃尼龙合金及其制备方 法,通过加入少量的以纤维材料增强的聚烯烃树脂作为增强剂、适量的马 来酸酐接枝的聚烯烃弹性树脂作为增韧剂,使获得的尼龙合金具有较强的 抗拉伸性能和较强低温抗冲击性能,同时加入阻燃剂,在协同其他各助剂 的基础之上获得了较佳的阻燃效果。但耐磨性较差,表面的摩擦系数较高, 其使用范围受到限制。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种具有高韧性、耐低温、耐磨损的柔性尼 龙合金材料,通过对助剂的添加量以及助剂种类的协调配合,改善尼龙的 性能。在该目的的基础之上,本发明的另一目的是提供上述尼龙合金的制 备方法。
基于以上目的,本发明对尼龙合金的助剂、配比以及混合顺序进行适 当的改进,从而改善尼龙合金的各项性能,使制得的尼龙合金具有高韧性、 耐低温、耐磨损的性能。具体的,本发明提供了一种超韧超耐低温超耐磨 柔性尼龙合金材料,按质量百分比计算,包括以下原料组成:
尼龙:25%-40%;
聚乙烯:10%-30%;
相容剂:15%-25%;
增塑剂:10%-20%;
抗氧剂:0.1%-0.2%;
脱模剂:0.1%-1%。
优选的,按质量百分比计算,包括以下原料组成:
尼龙:30%-40%;
聚乙烯:15%-30%;
相容剂:15%-20%;
增塑剂:15%-20%;
抗氧剂:0.1%-0.2%;
脱模剂:0.1%-1%。
进一步优选的,所述尼龙为尼龙6,所述聚乙烯为超高分子量聚乙烯。
优选的,所述相容剂包括聚烯烃热塑性弹性体(POE)、马来酸接枝物和 聚丙烯(PP),按质量百分比计算,各组分的含量为:
POE:50%-70%;
马来酸接枝物:1%-5%;
PP:25%-40%。
进一步优选的,所述聚烯烃热塑性弹性体(POE)、马来酸接枝物和聚丙 烯(PP),按质量百分比计算,各组分的含量为:
POE:55%-65%;
马来酸接枝物:1%-5%;
PP:30%-40%。
优选的,所述增塑剂为N-丁基苯磺酰胺。
优选的,所述抗氧剂为亚磷酸酯抗氧剂或耐高温抗氧剂中的至少一种。
进一步优选的,抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1098、抗氧剂1010、抗氧 剂CA、抗氧剂1216、抗氧剂9228中的一种或几种。
优选的,所述脱模剂为硅油、聚乙二醇、低分子量聚乙烯中的至少一 种。
本发明还基于另一目的,提供了一种超韧超耐低温超耐磨柔性尼龙合 金材料的制备方法,至少包括以下几个步骤:
a:按质量百分比取样,将POE、马来酸接枝物与PP通过高速混合机混 匀,制得第一混合组分备用;
b:按质量百分比取样,将增塑剂、抗氧剂、脱模剂与第一混合组分通 过高速混合机混匀,制得第二混合组分备用;
c:按质量百分比取样,将尼龙、聚乙烯与第二混合组分通过高速混合 机混匀,制得第三混合组分;
d:将所得第三混合组分通过双螺旋挤压造粒机挤出,制得柔性尼龙合 金材料。
优选的,所述双螺旋挤压造粒机的挤出温度为200-230℃,螺杆转速为 800-1000r/min。
本发明的有益效果在于:1、采用多组分混合的复合型相容剂,不仅可 以实现柔性尼龙合金的增韧效果,同时又可以对柔性尼龙合金的各组分起 到相容效果。2、本发明制得的柔性尼龙合金在韧性、耐低温性能、耐磨损 性能方面得到显著提升,通过测试数据显示,室温下简支梁缺口冲击≥
25JNB,低温下简支梁缺口冲击≥24JNB,室温下简支梁无缺口冲击≥25JNB, 低温下简支梁无缺口冲击≥24JNB,拉伸强度≥35MPa、断裂伸长率≥260, 弯曲强度≥10MPa,邵氏D硬度≥50。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,下面描述的实施例是示例性的,旨在 用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
实施例1
按质量百分比计算,由以下含量的各组分制备相容剂:
POE:63.2%;
马来酸接枝物:3.5%;
PP:33.3%。
按质量百分比计算,由以下含量的各组分制备柔性尼龙合金:
尼龙6:37.2%;
超高分子量聚乙烯:25.5%;
新制相容剂:18.3%;
N-丁基苯磺酰胺:18.6%;
抗氧剂1010:0.2%;
硅油:0.2%。
本实施例中的柔性尼龙合金材料的制备方法:
a:按质量百分比取样,将POE、马来酸接枝物与PP在高速混合机中混 合15-20min,制得第一混合组分备用;
b:按质量百分比取样,将N-丁基苯磺酰胺、抗氧剂1010、硅油与第一 混合组分在高速混合机中混合20-30min,制得第二混合组分备用;
c:按质量百分比取样,将尼龙6、超高分子量聚乙烯与第二混合组分 在高速混合机中混合15-25min,制得第三混合组分;
d:将所得第三混合组分通过双螺旋挤压造粒机挤出,挤出温度为 215℃,螺杆转速为950r/min制得柔性尼龙合金材料。
实施例2
按质量百分比计算,由以下含量的各组分制备相容剂:
POE:60.8%;
马来酸接枝物:2.7%;
PP:36.5%。
按质量百分比计算,由以下含量的各组分制备柔性尼龙合金:
尼龙6:35.8%;
超高分子量聚乙烯:27.3%;
新制相容剂:18.4%;
N-丁基苯磺酰胺:18.1%;
抗氧剂168:0.1%;
聚乙二醇:0.3%。
本实施例中的柔性尼龙合金材料的制备方法:
a:按质量百分比取样,将POE、马来酸接枝物与PP在高速混合机中混 合15-20min,制得第一混合组分备用;
b:按质量百分比取样,将N-丁基苯磺酰胺、抗氧剂168、聚乙二醇与 第一混合组分在高速混合机中混合25-30min,制得第二混合组分备用;
c:按质量百分比取样,将尼龙6、超高分子量聚乙烯与第二混合组分 在高速混合机中混合15-25min,制得第三混合组分;
d:将所得第三混合组分通过双螺旋挤压造粒机挤出,挤出温度为 228℃,螺杆转速为875r/min制得柔性尼龙合金材料。
实施例3
按质量百分比计算,由以下含量的各组分制备相容剂:
POE:57.3%;
马来酸接枝物:4.5%;
PP:38.2%。
按质量百分比计算,由以下含量的各组分制备柔性尼龙合金:
尼龙6:34.4%;
超高分子量聚乙烯:28.2%;
新制相容剂:17.8%;
N-丁基苯磺酰胺:19.3%;
抗氧剂168:0.1%;
聚乙二醇:0.2%。
本实施例中的柔性尼龙合金材料的制备方法:
a:按质量百分比取样,将POE、马来酸接枝物与PP在高速混合机中混 合20-25min,制得第一混合组分备用;
b:按质量百分比取样,将N-丁基苯磺酰胺、抗氧剂168、聚乙二醇与 第一混合组分在高速混合机中混合25-30min,制得第二混合组分备用;
c:按质量百分比取样,将尼龙6、超高分子量聚乙烯与第二混合组分 在高速混合机中混合15-25min,制得第三混合组分;
d:将所得第三混合组分通过双螺旋挤压造粒机挤出,挤出温度为220℃,螺杆转速为920r/min制得柔性尼龙合金材料。
实施例4
按质量百分比计算,由以下含量的各组分制备相容剂:
POE:60.3%;
马来酸接枝物:3.2%;
PP:36.5%。
按质量百分比计算,由以下含量的各组分制备柔性尼龙合金:
尼龙6:38.2%;
超高分子量聚乙烯:24.3%;
新制相容剂:19.6%;
N-丁基苯磺酰胺:17.2%;
抗氧剂CA:0.1%;
低分子量聚乙烯:0.6%。
本实施例中的柔性尼龙合金材料的制备方法:
a:按质量百分比取样,将POE、马来酸接枝物与PP在高速混合机中混 合15-25min,制得第一混合组分备用;
b:按质量百分比取样,将N-丁基苯磺酰胺、抗氧剂CA、低分子量聚乙 烯与第一混合组分在高速混合机中混合30~35min,制得第二混合组分备 用;
c:按质量百分比取样,将尼龙6、超高分子量聚乙烯与第二混合组分 在高速混合机中混合20~25min,制得第三混合组分;
d:将所得第三混合组分通过双螺旋挤压造粒机挤出,挤出温度为 220℃,螺杆转速为960r/min制得柔性尼龙合金材料。
对比例
尼龙:20%;
超高分子量聚乙烯:36%;
乙烯单体与丙烯酸甲酯单体形成的二元共聚物:4%;
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物:40%。
a:首先将乙烯单体与丙烯酸甲酯单体形成的二元共聚物加入密炼机中 进行充分混合,在200℃密炼15分钟;然后加入超高分子量聚乙烯,继续 密炼10分钟;苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物,继续密炼15分钟;卸 料、冷却至室温、粉碎即得复合增韧剂;
b:将尼龙和复合增韧剂进行高速搅拌混合,然后由精密计量的喂料器 送入双螺杆挤出机中最后经挤出制得。
将实施例和对比例制得的尼龙合金材料的各项数据进行测试,测试结 果如表1所示。
表1尼龙合金材料的各项测试结果
通过以上实验数据可以看出,在采用多组分混合的复合型相容剂以及 对尼龙合金的各助剂种类、各组分之间的百分比进行改进之后,首先得到 的尼龙合金的低温性能得到显著提升,其低温下的简支梁缺口冲击和简支 梁无缺口冲击的测试结果与常温下的测试结果相当或性能略有下降,因此 使得制得的尼龙合金材料具有更强的耐低温性能,可以在低温环境下正常 使用;其次,测试数据显示拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度也得到了一定程度的提升,使尼龙合金材料的韧性得到改观;最后邵氏D硬度得到了显 著的提升,从而使得制得的尼龙合金在耐磨损性能上表现优异,耐磨损性 能提高以后,可以使使用寿命得到延长。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技 术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施方式和说明书 中的描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下, 本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入本发明要求保护的 范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
机译: 由合金材料制成的可生物降解的内分泌体,包括超纯镁和一种或多种超纯合金元素,这些元素选自斯堪的纳维亚半岛,伊图里,印度,高卢或稀土元素;建筑材料;制造CTURA的方法及其在生产内分泌体中的用途。
机译: Y型超韧沸石的制备方法
机译: 一种超吸收性聚合物的制备方法及超吸收性聚合物