[發明專利]增韌增強聚合物復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 201710334226.9
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107057334A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 于慶順;任帥;李強
• 申請（專利權）人: 四川恒領皓睿塑膠科技有限公司
• 主分類號: C08L77/00
• 分類號: C08L77/00;C08L53/00;C08L23/08;C08L53/02;C08L29/04;C08L51/06;C08K13/06;C08K3/34;C08K7/06;C08K5/11;C08K7/14;C08K7/10
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙)11369
• 代理人: 鄭健

技術領域

本發明涉及聚合物材料制備領域，具體涉及一種增韌增強聚合物復合材料的制備方法。

背景技術

聚酰胺簡稱PA(polyamide)，俗稱尼龍(Nylon)，于1939年實現工業化生產。由于尼龍具有高強韌度、耐磨、自潤滑、使用溫度范圍寬、耐油和耐腐蝕等優良綜合性能，成為開發最早的工程塑料品種，廣泛應用于制造各種機械、電氣部件，如：軸承、齒輪、滾軸、滑輪、風扇葉片、墊片、魚網絲、接頭以及可接觸食物的薄膜等。但是，由于尼龍分子中含有大量強極性的酰胺基團，使其具有較大的吸水性，導致成型制品的尺寸穩定性不佳；此外，尼龍在低溫條件下的沖擊強度不高，在一定程度上限制了尼龍制品的應用。

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。現有技術中一般采用添加橡膠或彈性體與塑料進行共混改性來改善塑料沖擊強度。由于一般的橡膠或彈性體屬于非極性物質，而尼龍的極性較強，兩者的相容性不好，簡單的共混改性并不能改善尼龍的韌性。通過接枝改性方法，把極性單體引入橡膠或彈性體分子鏈上，增加它們的極性，可以改善其與尼龍之間的相容性問題，共混后的橡膠或彈性體在尼龍基材中的分散粒徑減少，有效地改善了尼龍沖擊強度低的弱點。

但是，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

本發明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優點。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種增韌增強聚合物復合材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、按重量份，取60～80份尼龍和5～10份分散劑加入高速攪拌機中，以15000～25000rpm的轉速第一次攪拌混合5～10min；然后加入30～50份聚合物彈性粒子、10～15份纖維、3～5份增塑劑、1～3份促進劑、10～15份改性高嶺土，第二次攪拌混合5～10min；得到混合料；

步驟二、將得到的混合料加入雙螺桿擠出機，擠出造粒，螺桿轉速為 50～150r/min；所述雙螺桿擠出機自喂料口到擠出機頭的溫度設置分別是：喂料段180～220℃，塑化剪切段220～260℃，機頭230～260℃。

優選的是，所述聚合物彈性粒子為乙烯-辛烯嵌段共聚物、乙烯-辛烯無規共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物、乙烯-丙烯-非共軛二烯烴共聚物中的一種或幾種。

優選的是，所述聚合物彈性粒子為改性乙烯-辛烯嵌段共聚物，其制備方法為：按重量份，將10～20份乙烯-辛烯嵌段共聚物、100～150份甲苯、0.5～1 份引發劑、1～5份乙烯基對苯二甲酸加入超臨界反應裝置中，在體系密封后通入二氧化碳至15～25MPa，120～160℃下攪拌反應1～3小時，然后卸去二氧化碳壓力，加入1～3份丙烯酸甲酯和3～5份苯乙烯，再次注入二氧化碳至壓力為40～60MPa，120～160℃下攪拌1～3小時，卸壓，乙醇沉淀、洗滌后抽濾，得到改性乙烯-辛烯嵌段共聚物。

優選的是，所述引發劑為過氧化苯甲酰及其衍生物、偶氮二異丁腈及其衍生物、2,5-二甲基-2,5-雙(叔丁基過氧基)己烷及其衍生物、過氧化二異丙苯及其衍生物、過氧化環己酮及其衍生物中的一種或幾種。

優選的是，所述第一次攪拌混合過程前，還加入5～10份改性淀粉和1～3 份重量比為1：2的乙撐雙硬脂酰胺和季戊四醇硬脂酸酯。