本發(fā)明涉及一種高韌性mc尼龍6-聚醚胺共聚材料，屬于高分子材料合成改性領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
單體澆鑄尼龍（簡稱mc尼龍）是一種以己內(nèi)酰胺為單體，在催化劑和活化劑的作用下通過陰離子開環(huán)聚合得到的工程塑料，其分子量大，結(jié)晶度高，抗蠕變特性和回彈性好，對振動衰減率大，摩擦系數(shù)低，綜合機械性能優(yōu)良，且其具有聚合溫度低、制備工藝簡單、生產(chǎn)周期短、尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)點，適合于大型尼龍制品成型，在許多領(lǐng)域可替代銅、鋁、鋼鐵等金屬材料，應(yīng)用及其廣泛。但未經(jīng)改性的mc尼龍6在實際應(yīng)用中存在著低溫韌性較差、對缺口敏感、易出現(xiàn)脆性斷裂等缺點，嚴重限制了mc尼龍6制品的廣泛應(yīng)用。
為此，研究者對mc尼龍6的進行增韌改性研究開展了大量的工作，改性方式包括物理共混改性和化學(xué)共聚改性兩種。中國專利cn102391642a公開了一種“改性mc尼龍6共混材料的制備方法”，以增溶劑和回收的聚乙烯改性mc尼龍6并取得了良好效果；李玉林等，《journalofappliedpolymerscience》，2006，99(1)，采用添加聚甲醛原位聚合的方式對mc尼龍6進行增韌改性，結(jié)果表明復(fù)合材料的沖擊強度有一定的提升。程曉春等，《淮陰工學(xué)院學(xué)報》，2006，15(5)，將己內(nèi)酰胺與十二內(nèi)酰胺進行共聚制備了改性mc尼龍6-co-尼龍12共聚物，研究發(fā)現(xiàn)當十二內(nèi)酰胺含量較高時，尼龍的韌性增加顯著，但是強度降低明顯。此外，李敏等，《塑料》，2009，38(2)，還采用低分子量的聚乙二醇與己內(nèi)酰胺共聚制備改性mc尼龍6，亦取得一定的效果。
以上現(xiàn)有改性技術(shù)方法中，采用柔性聚合物共混改性時通常由于各組分的相容性較差，團聚明顯，沖擊韌性提高程度有限；而采用與其他單體進行共聚的方法改性時雖不出現(xiàn)團聚，韌性也提升較高，但同時卻伴隨著力學(xué)強度大幅降低。因此探索一種能保持較高力學(xué)強度的高韌性mc尼龍6的制備方法非常重要。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對上述問題，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高韌性mc尼龍6-聚醚胺共聚材料。
本發(fā)明的高韌性mc尼龍6-聚醚胺共聚材料的原料配方組分按重量計為：
己內(nèi)酰胺 100份
聚醚胺0.5-10份
異氰酸酯0.1-2份
堿催化劑0.01-1份
作為優(yōu)選,所述的聚醚胺的分子鏈節(jié)結(jié)構(gòu)為氧化乙烯-氧化丙烯復(fù)合鏈節(jié)結(jié)構(gòu)，且聚醚胺鏈節(jié)結(jié)構(gòu)中氧化乙烯與氧化丙烯的鏈節(jié)數(shù)之比不限；
作為優(yōu)選，所述的聚醚胺可為一元胺m系列（特定鏈節(jié)長度10-40）和二元胺d系列（特定鏈節(jié)長度12-45）任一種；
作為優(yōu)選，所述的堿催化劑為金屬鈉、金屬鉀、氫氧化鈉、甲醇鈉、己內(nèi)酰胺鈉中的任一種或其混合物；
作為優(yōu)選，所述的異氰酸酯可為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、三苯甲烷三異氰酸酯中的任一種或其混合物；
本發(fā)明中所述的高韌性mc尼龍6-聚醚胺共聚材料的制備方法為：
步驟一：聚醚胺-異氰酸酯大分子活化劑制備：常溫下，用等量的丙酮作溶劑將0.5-10份聚醚胺稀釋，再取0.1-2份的異氰酸酯，二者分別使用注射泵進行計量，控制流速使聚醚胺/丙酮溶液與異氰酸酯逐滴混合于反應(yīng)釜中反應(yīng)1-2小時，再用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去丙酮溶劑，獲得聚醚胺-異氰酸酯大分子活化劑；
步驟二、將100份己內(nèi)酰胺升溫至130℃使之完全融化，減壓蒸餾除去水分；然后將0.01-1份堿催化劑加入反應(yīng)釜內(nèi)，再次進行真空蒸餾除水；卸除真空后，并迅速加入0.1-2份聚醚胺-異氰酸酯大分子活化劑，快速攪拌均勻，迅速注入已預(yù)熱至160-180℃的反應(yīng)釜中，聚合反應(yīng)20-40分鐘，自然冷卻后脫模得到高韌性mc尼龍6-聚醚胺共聚材料。
本發(fā)明的有益效果：特定的合適長度的聚醚胺柔性鏈段使得聚醚胺-異氰酸酯大分子活化劑在具有較好的柔順性同時仍然保持較高的引發(fā)活性；利用共聚的方法將具有合適鏈段長度的柔性聚醚胺鏈段引入mc尼龍6分子主鏈，賦予mc尼龍6高韌性；同時利用體系內(nèi)顯著增加的柔性鏈段纏繞作用使mc尼龍6保持較高的拉伸強度。
具體實施方式：
本具體實施方式采用以下技術(shù)方案和實施例對發(fā)明進行進一步的詳細說明。
本具體實施方式中所述的高韌性mc尼龍6-聚醚胺共聚材料的原料配方組分按重量計為：
己內(nèi)酰胺 100份
聚醚胺0.5-10份
異氰酸酯0.1-2份
堿催化劑0.01-1份
作為優(yōu)選,所述的聚醚胺的分子鏈節(jié)結(jié)構(gòu)為氧化乙烯-氧化丙烯復(fù)合鏈節(jié)結(jié)構(gòu)，且聚醚胺鏈節(jié)結(jié)構(gòu)中氧化乙烯與氧化丙烯的鏈節(jié)數(shù)之比不限；
作為優(yōu)選，所述的聚醚胺可為一元胺m系列（特定鏈節(jié)長度10-40）和二元胺d系列（特定鏈節(jié)長度12-45）任一種；
作為優(yōu)選，所述的堿催化劑為金屬鈉、金屬鉀、氫氧化鈉、甲醇鈉、己內(nèi)酰胺鈉中的任一種或其混合物；
作為優(yōu)選，所述的異氰酸酯可為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、三苯甲烷三異氰酸酯中的任一種或其混合物；
本具體實施方式中所述的高韌性mc尼龍6-聚醚胺共聚材料的制備方法為：步驟一：聚醚胺-異氰酸酯大分子活化劑制備：常溫下，用等量的丙酮作溶劑將0.5-10份聚醚胺稀釋，再取0.1-2份的異氰酸酯，二者分別使用注射泵進行計量，控制流速使聚醚胺/丙酮溶液與異氰酸酯逐滴混合于反應(yīng)釜中反應(yīng)1-2小時，再用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去丙酮溶劑，獲得聚醚胺-異氰酸酯大分子活化劑；
步驟二、將100份己內(nèi)酰胺升溫至130℃使之完全融化，減壓蒸餾除去水分；然后將0.01-1份堿催化劑加入反應(yīng)釜內(nèi)，再次進行真空蒸餾除水；卸除真空后，并迅速加入0.1-2份聚醚胺-異氰酸酯大分子活化劑，快速攪拌均勻，迅速注入已預(yù)熱至160-180℃的反應(yīng)釜中，聚合反應(yīng)20-40分鐘，自然冷卻后脫模得到高韌性mc尼龍6-聚醚胺共聚材料。
實施例1
常溫下，用2.5g的丙酮作溶劑將2.5g的分子鏈節(jié)為氧化乙烯-氧化丙烯復(fù)合結(jié)構(gòu)的一元胺m系列（鏈節(jié)長度22，鏈節(jié)數(shù)之比：氧化乙烯/氧化丙烯=3/19）聚醚胺稀釋，再取0.5g的甲苯二異氰酸酯，二者分別使用注射泵進行計量，控制流速使聚醚胺/丙酮溶液與甲苯二異氰酸酯逐滴混合于反應(yīng)釜中反應(yīng)1小時，再用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去丙酮溶劑，獲得聚（氧化乙烯-氧化丙烯）醚胺-甲苯二異氰酸酯大分子活化劑；將100g己內(nèi)酰胺升溫至130℃使之完全融化，減壓蒸餾除去水分；然后將0.2g氫氧化鈉加入反應(yīng)釜內(nèi)，再次進行真空蒸餾除水30分鐘，卸除真空，加入聚（氧化乙烯-氧化丙烯）醚胺-甲苯二異氰酸酯大分子活化劑3.0g，快速攪拌均勻，迅速注入已預(yù)熱至180℃的模具中，聚合反應(yīng)20分鐘，自然冷卻后脫模。
實施例2
常溫下，用5.0g的丙酮作溶劑將5.0g的分子鏈節(jié)為氧化乙烯-氧化丙烯復(fù)合結(jié)構(gòu)的二元胺d系列（鏈節(jié)長度18，鏈節(jié)數(shù)之比：氧化乙烯/氧化丙烯=12/6）聚醚胺稀釋，再取1.0g的異佛爾酮二異氰酸酯，二者分別使用注射泵進行計量，控制流速使聚醚胺/丙酮溶液與異佛爾酮二異氰酸酯逐滴混合于反應(yīng)釜中反應(yīng)1.5小時，再用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去丙酮溶劑，獲得聚（氧化乙烯-氧化丙烯）醚胺-異佛爾酮二異氰酸酯大分子活化劑；將100g己內(nèi)酰胺升溫至130℃使之完全融化，減壓蒸餾除去水分；然后將0.6g氫氧化鈉加入反應(yīng)釜內(nèi)，再次進行真空蒸餾除水30分鐘，卸除真空，加入聚（氧化乙烯-氧化丙烯）醚胺-異佛爾酮二異氰酸酯大分子活化劑6.0g，快速攪拌均勻，迅速注入已預(yù)熱至170℃的模具中，聚合反應(yīng)30分鐘，自然冷卻后脫模。
實施例3
常溫下，用10.0g的丙酮作溶劑將10.0g的分子鏈節(jié)為氧化乙烯-氧化丙烯復(fù)合結(jié)構(gòu)的一元胺m系列（鏈節(jié)長度35，鏈節(jié)數(shù)之比：氧化乙烯/氧化丙烯=29/6）聚醚胺稀釋，再取2.0g的三苯甲烷三異氰酸酯，二者分別使用注射泵進行計量，控制流速使聚醚胺/丙酮溶液與三苯甲烷三異氰酸酯逐滴混合于反應(yīng)釜中反應(yīng)2.0小時，再用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去丙酮溶劑，獲得聚（氧化乙烯-氧化丙烯）醚胺-三苯甲烷三異氰酸酯大分子活化劑；將100g己內(nèi)酰胺升溫至130℃使之完全融化，減壓蒸餾除去水分；然后將1.0g氫氧化鈉加入反應(yīng)釜內(nèi)，再次進行真空蒸餾除水30分鐘，卸除真空，加入聚（氧化乙烯-氧化丙烯）醚胺-三苯甲烷三異氰酸酯大分子活化劑12.0g，快速攪拌均勻，迅速注入已預(yù)熱至170℃的模具中，聚合反應(yīng)40分鐘，自然冷卻后脫模。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。