[發明專利]一種制備尼龍納米復合材料的混合物及該復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201010541405.8
• 申請日: 2010-11-12
• 公開（公告）號: CN102002233A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 吳唯;何三雄;王茹
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08L77/06;C08L51/06;C08L51/00;C08L63/00;C08K3/34;C08K5/134;C08K5/1515
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

技術領域

本發明涉及一種制備尼龍納米復合材料的混合物及該復合材料的制備方法，特別是一種采用馬來酸酐接枝聚烯烴共聚物作為增韌劑，蒙脫土作為補強劑，用相容劑改善尼龍、聚烯烴和蒙脫土共混物界面情況，控制相形態，提高共混物的綜合力學性能。

技術背景

尼龍作為應用廣泛的一種工程塑料，其柔韌、耐磨、機械強度高，但吸水性較大、抗沖擊強度和尺寸穩定性較差，使其應用范圍受到了限制。為了拓寬尼龍的應用范圍，各種改性尼龍的方法孕育而生。如采用橡膠或熱塑性彈性體作為增韌劑來增韌尼龍(O.Okada，Polymer，2001，42：8715-8725)，該法雖使尼龍的沖擊韌性得到改善，但材料的耐熱性和尺寸穩定性均下降；采用無機剛性填料(如玻璃纖維、高嶺土或碳酸鈣等)來改善尼龍的尺寸穩定性和提高剛性(K.Nodo?et?al.，Polymer，2001，42：5803-5811)，該法雖然改善尼龍的尺寸穩定性和提高其剛性，但材料的沖擊韌性下降；及采用無機納米材料改善尼龍的剛性和耐熱性(中國專利00129849.6和200510112400.2)，該法雖能很好達到其目的，但材料的沖擊韌性未得到絲毫改善。也有將橡膠或熱塑性彈性體作為增韌劑與無機填料同時使用來改性尼龍(Young-Cheol?A.et?al.，Polymer，2006，47：2830-2838)，但無機填料的加入使得橡膠增韌的復合材料韌性大幅降低。

現有尼龍的改性方法，往往是顧此失彼。即使尼龍的某一性能得到改善，但其它性能并未得到改善或反而更差。因此如何獲得綜合性能優良的尼龍是本發明所要解決的技術問題。

發明內容：

本發明的目的之一在于提供一種尼龍納米復合材料，該尼龍采用馬來酸酐接枝聚烯烴彈性體作為增韌劑，并通過補強劑有機蒙脫土以及相容劑的使用，在達到相同的增韌效果的同時，減小由于第二組分的加入使尼龍合金的強度降低的幅度。

本發明的目的之二在于提供上述增韌尼龍的制備方法。

為達到上述目的，本發明采用如下的技術方案：

一種增韌尼龍共混物，包括以下組分(重量比)：

尼龍????????????????????????????????????60～90％

馬來酸酐接枝聚烯烴彈性體????????????????10～40％

有機蒙脫土(以下簡稱OMMT)????????????????1～5％

相容劑??????????????????????????????????0.5～3％

分散劑??????????????????????????????????0.5～2％

抗氧劑????????????????????????????0.2～1％

上述的尼龍為尼龍6、或尼龍66；所述的蒙脫土為有機蒙脫土。抗氧劑1010為Ciba公司產，商品名：EVERNOX-10，化學名稱為：四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯。馬來酸酐接枝聚烯烴彈性體為馬來酸酐接枝的苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(以下簡稱SEBS-g-MAH)。

本發明中，由于分散劑的加入，使得尼龍粒子可與有機蒙脫土很好的進行混合。同時，加入的相容劑由于含有環氧鍵，既能與尼龍上的胺基反應，也可與馬來酸酐接枝聚烯烴彈性體上的酸酐基團反應，還可與有機蒙脫土的表面改性基團上的胺基反應，從而增加體系的相容性，提高共混物的綜合力學性能。

本發明增韌尼龍的制備方法如下：按上述組分配比稱取各種物料，先將尼龍與分散劑在高速混合機中混合1～3分鐘，再加入有機蒙脫土混合2～3分鐘，最后加入相容劑與增韌劑繼續混合2～3分鐘，將混合均勻的物料加入雙螺桿擠出機，擠出溫度為230～260℃；控制螺桿轉速每分鐘50～150轉，擠出物經水冷切粒，即為所需的增韌尼龍納米復合材料。

上述的馬來酸酐接枝SEBS彈性體的制備方法如下：按重量比苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物∶馬來酸酐∶引發劑＝100∶0.01～10∶0.01～3的比例，將三種組分充分混合后，通過雙螺桿擠出機擠出，控制螺桿各段溫度為90～180℃，螺桿轉速為每分鐘40～100轉，即可得到馬來酸酐接枝苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。

本發明與現有技術相比較，在增韌尼龍的同時可維持尼龍復合材料的強度，很好地平衡尼龍的剛性、韌性。

附圖說明：

圖1和圖2分別為比較例5和實施例2所得的尼龍復合材料經液氮脆斷及二甲苯刻蝕掉橡膠相后放大10000倍的掃描電鏡(SEM)圖。