[發(fā)明專利]原位增容制備超韌尼龍66納米復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210545368.7
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN103044913A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱懷才;王忠強
• 申請（專利權(quán)）人: 東莞市信諾橡塑工業(yè)有限公司
• 主分類號: C08L77/06
• 分類號: C08L77/06;C08L51/06;C08K9/04;C08K3/34;C08F255/06;B29C47/92
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 譚一兵;蔡曉軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，具體涉及一種使用原位反應(yīng)增容的方法制備具有高韌性、耐低溫性與低吸水率的超韌尼龍66納米復(fù)合材料。

背景技術(shù)

聚酰胺，又稱尼龍（PA），是五大通用工程塑料中用途最廣、品種最多、產(chǎn)量最大、綜合性能優(yōu)良的基礎(chǔ)樹脂。PA66為半透明或不透明的乳白色結(jié)晶聚合物，其具有強度高、耐磨、耐溶劑和使用溫度范圍廣等優(yōu)點，廣泛用于汽車制造、機械設(shè)備、電子電器、醫(yī)療器械和精密儀器等領(lǐng)域。但PA66由于強極性的特點，存在吸濕性強、尺寸穩(wěn)定性差且低溫和干態(tài)下的缺口沖擊強度低等缺點，使其應(yīng)用受到限制。

超韌尼龍作為改性尼龍的一大品種，主要通過添加橡膠彈性體、熱塑性彈性體、茂金屬聚烯烴等增韌劑，經(jīng)雙螺桿擠出機共混制得的。增韌劑一般都是通過接枝極性基團與尼龍末端的氨基或羧基反應(yīng)而增強尼龍樹脂和增韌劑之間的相容性，增韌劑的加入大幅度地提高了PA66的缺口沖擊強度和耐低溫性，也降低了其吸水性。因此，改性PA66拓展了其使用的范圍，為客戶所喜歡。專利03116291.6公開了通過將尼龍、馬來酸酐接枝的聚烯烴彈性體以及過氧化物交聯(lián)劑加入到雙螺桿擠出機中，通過動態(tài)硫化的技術(shù)制得超韌尼龍；專利200910039160.6公開了通過將尼龍6、超細硫酸鋇、POE-g-MAH、抗氧劑以及潤滑劑混合均勻后加入到雙螺桿擠出機中制備得到超韌尼龍；專利201010139598.4公開了將尼龍、POE-g-ITA、抗氧劑、潤滑劑加入到雙螺桿擠出機中制備得到超韌尼龍。

乙丙橡膠主要包括二元乙丙橡膠（EPM）和三元乙丙橡膠（EPDM），其中三元乙丙橡膠（EPDM）是由乙烯、丙烯以及非共軛二烯烴組成的共聚物，由于其分子主鏈上的乙烯和丙烯單體呈無規(guī)則排列，失去了聚乙烯或聚丙烯結(jié)構(gòu)的規(guī)整性，從而成為彈性體，并且三元乙丙橡膠的二烯烴位于側(cè)鏈上，因此三元乙丙橡膠的結(jié)構(gòu)有利于原位接枝反應(yīng)的進行，同時其還保持了二元乙丙橡膠的各種特性。

蒙脫土（MMT）是一種由納米厚度的硅酸鹽片層構(gòu)成的粘土，片層間距為0.96～2.1nm。將蒙脫土通過插層復(fù)合的方法填充到聚酰胺6基體中，實現(xiàn)蒙脫土和基體樹脂在納米尺度上的復(fù)合。由于納米小尺寸效應(yīng)和好的界面粘接，這種復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐熱性，且其阻燃性、阻隔性以及耐候性均有所提高。

原位反應(yīng)增容是指把兩種高聚物、含極性基團的乙烯基單體與引發(fā)劑一并放入到平行雙螺桿擠出機里，在擠出過程中產(chǎn)生含極性基團的高聚物，然后該高聚物與另一高聚物形成帶有增容性的高聚物。

本發(fā)明采用原位增容的方法，在平行雙螺桿擠出機里，EPDM分子在引發(fā)劑的作用下接枝上馬來酸酐基團，使其具有較強的極性，利用EPDM-g-MAH的酸酐基團與尼龍66的端氨基反應(yīng)來改善PA66/EPDM體系的相容性，從而得到性能優(yōu)異的超韌尼龍66納米復(fù)合材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是采用原位增容的方法，將尼龍66、三元乙丙橡膠（EPDM）、引發(fā)劑、順丁烯二酸酐和有機蒙脫土（OMMT）共混后，在平行雙螺桿擠出機中，原位生成接枝的高聚物EPDM-g-MAH，并且EPDM-g-MAH的酸酐基團可以和尼龍66的端氨基發(fā)生縮合反應(yīng)形成帶有增容性的高聚物EPDM-g-MAH-g-PA66，從而改善尼龍66與EPDM之間的相容性，制備出具有高韌性、耐低溫性與低吸水率的超韌尼龍66納米復(fù)合材料。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：原位增容制備超韌尼龍66納米復(fù)合材料，提供一組組合物，該組合物包括以下重量份的化合物：

尼龍66（PA66)???????????55～95份；

三元乙丙橡膠（EPDM）????5～45份；

尼龍66（PA66)與三元乙丙橡膠（EPDM）的重量份總和為100份；

引發(fā)劑?????????????????0.01～1份；

順丁烯二酸酐（MAH）????0.1～4份；

有機蒙脫土（OMMT）?????1～5份。

在其中一些實施例中，所述引發(fā)劑為有機類過氧化物，包括氫過氧化物類、過氧化二烷基類、過氧化二酰類、過氧化酯類、過氧化二碳酸酯類，任意選一種引發(fā)劑，它們的加入起到引發(fā)產(chǎn)生接枝高聚物EPDM-g-MAH的作用。

在其中一些實施例中，所述的有機類過氧化物為過氧化二烷基類中的過氧化二異丙苯、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基過氧化己烷。

本發(fā)明的另一目的是提供上述超韌尼龍66納米復(fù)合材料的制備方法，具體的技術(shù)方案如下：