[發明專利]聚對苯撐苯并二噁唑改性的尼龍復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 200810035345.5
• 申請日: 2008-03-28
• 公開（公告）號: CN101333335A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 吳帥;郭志高;莊毅卿
• 申請（專利權）人: 華德塑料制品有限公司
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08L79/04;C08K13/02;C08K3/34;B29C47/92
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所
• 代理人: 屈蘅

技術領域

本發明涉及一種應用于汽車、摩托車的改性尼龍及其制備方法。

背景技術

尼龍具有優異的物理機械性能，特別是鑄型尼龍，因為分子量比普通尼龍高近一倍，性能更為優越。鑄型尼龍的密度一般在1.15～1.16，僅是鋼的1/7，由于質輕，作為油箱使用時可以減少車輛的負荷。鑄型尼龍是在其熔點(220℃)以下結晶成型的，分子量大，因此其機械強度比普通尼龍6和尼龍66制品大得多，尤其是有較好的抗蠕變特性。此外，鑄型尼龍具有良好的回彈性，耐磨性和自潤滑性。但是鑄型尼龍同時也有吸水率高，耐熱耐老化差，低溫韌性較差的缺點。

常見的無機材料改性鑄型尼龍如用二硫化鉬、石墨填充，可提高尼龍的耐磨性和自潤滑性，但成本上升強度下降；采用碳酸鈣、陶土等，可降低尼龍的成本，提高剛性，但強度和韌性卻下降。為了克服上述直接填充改性的缺陷，采用表面經偶聯劑處理的超細無機物填充改性，填料與尼龍的親和性、相容性得到很大改善，改性效果大幅度提高，但由于填料與尼龍的化學結構、物理狀態差別太大，仍不能完全消除與尼龍的表面張力，達不到理想的分散及粘接，影響了增強效果和其他性能的改善。

中國專利96105362.3，報導了原位插層聚合方法制備聚酰胺/粘土納米復合材料，是將粘土層隙的陽離子交換、聚酰胺單體插層、陽離子開環聚合反應在反應器內一次性完成，制備粘土以納米尺度均勻分散的高性能復合材料。但仍有以下不足：在制備過程中使用了大量的分散介質，除去這些分散介質需消耗大量的能源和時間；且聚合時間長，需6～10小時才能聚合完畢，聚合溫度也高達250～260℃，耗能費時，效率低，成本高。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種聚對苯撐苯并二噁唑改性的尼龍復合材料及其制備方法，以克服現有技術存在的上述缺陷。

本發明的改性尼龍/粘土納米復合材料的制備方法，包括如下步驟：

將粘土與總重量70～90％的尼龍單體在80℃～130℃恒溫0.5～24h得到粘土分散液，然后加入催化劑、增韌劑、抗氧劑和光穩定劑，真空脫水至水分含量小于200ppm，得到組分A；經插層劑處理后有機粘土的層間距為2～5nm；

將余量的尼龍單體與活化劑在120-180℃下混合，配成組分B；

將組分A和組分B共混，260～280℃反應擠出成型，然后在270～290℃保溫10～20分鐘，獲得所說的改性尼龍復合材料。

所說的增韌劑為聚對苯撐苯并二噁唑(簡稱PBO，下同)。

目前，PBO常規的制備方法是：PBO是通過對苯二甲酸(TPA)和4，6-二氨基間苯二酚鹽酸鹽(DAR)在多聚磷酸(PPA)介質內聚合，PBO合成路線如下：

上述的方法中，各原料的重量份配比如下：

尼龍單體????????80～90份

粘土????????????0.1～20份

增韌劑??????????5～10份

抗氧劑??????????0.3～2份

光穩定劑????????0.5～5份

催化劑??????????0.1～5份

活化劑????????0.1～5份

其中：

所說的尼龍單體為ε-己內酰胺、辛內酰胺、十二內酰胺或丁內酰胺中的一種或其混合物；

所說的粘土為具有硅酸鹽片層結構的礦物材料，選自凹凸棒土、粘土、膨潤土、高嶺土或累托石；

所述的催化劑選自氫氧化鈉；

所述的活化劑為乙酰基己內酰胺、己二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯、己內酰胺/二異氰酸鹽嵌段物、多亞甲基多苯基多異氰酸酯、三苯甲烷三異氰酸酯、溶于甲基吡咯烷酮的多異氰酸酯或碳酸二苯酯；

所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑，優選1，1，3-三(5叔丁基-4羥基-2-甲基苯基)-丁烷、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羧基苯基)丙酸]季戊四醇酯與亞磷酸酯類抗氧劑亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、三(4-辛基苯基)亞磷酸酯、三[(4-辛基乙基)苯基]亞磷酸酯的混合物，或受阻酚類抗氧劑1，1，3-三(5叔丁基-4羥基-2-甲基苯基)-丁烷、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羧基苯基)丙酸]季戊四醇酯與含硫化合物硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸雙十八烷酯的混合物；

所述的光穩定劑為二苯甲酮、苯并三唑或N，N’-草酰二苯胺；

本發明制備的聚對苯撐苯并二噁唑改性的尼龍復合材料，在原位聚合插層獲得的材料中，添加了PBO，大大提供了尼龍的機械性能、熱穩定性和阻燃性，在汽車制造領域，將有十分規范的應用前景。

具體實施方式