專利名稱：聚酰胺/聚丙烯合金的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于聚酰胺／聚丙稀合金的制備方法。
聚酰胺是目前廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、電器等行業(yè)的大品種工程塑料之一。它是一種強(qiáng)極性、分子間能形成氫鍵且具有反應(yīng)活性的結(jié)晶性高分子材料，具有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐磨性、自潤(rùn)滑性、耐腐蝕性和耐溶劑性。但聚酰胺材料對(duì)缺口沖擊敏感，而且由于其強(qiáng)極性的特點(diǎn)，使其吸水率大，影響尺寸穩(wěn)定性和電性能，因而不能滿足日益發(fā)展的高科技領(lǐng)域?qū)ζ湫阅艿囊?，使其?yīng)用受到限制。聚丙稀，則由于原料易得、價(jià)格便宜、性能優(yōu)異、用途廣泛等優(yōu)點(diǎn)，已成為世界主要的通用塑料品種。相對(duì)于聚酰胺，聚烯烴幾乎不吸水，不受空氣潮濕度的影響，但耐烴類溶劑的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如聚酰胺，而且存在成型收縮率大、熱形變溫度不高、缺口沖擊韌性低等缺點(diǎn)。這些缺點(diǎn)和不足也在很大程度上限制了聚烯烴應(yīng)用范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大。共混改性制備高性能化的合金材料，則為綜合利用它們的優(yōu)點(diǎn)，并改善它們?nèi)秉c(diǎn)提供了可能。為此大量的科研工作集中于開(kāi)發(fā)聚酰胺／聚烯烴合金，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求。美國(guó)專利US5663229，Sep．2，1997，公開(kāi)了題為“Ternary Polymer Mixtureand its Use”的專利。該專利采用含有乙烯、丙稀及1-丁稀單元的烯烴彈性體作為第三組分制備聚酰胺／聚乙烯合金。其中聚乙烯接枝有0．01-1．20WT％的不飽和羧酸或羧酸衍生物，以增加聚酰胺和聚乙烯之間的相容性。用該發(fā)明制備出的容器，具有良好的加工性和阻隔性。
本發(fā)明的目的是提供一種聚酰胺／聚丙稀合金的制備方法，采用一種不含有雙鍵的聚烯烴彈性體，既乙烯-辛稀共聚物，接枝馬來(lái)酸酐后，作為增容劑，與聚酰胺／聚丙稀在雙螺桿中進(jìn)行熔融共混，制備出綜合性能優(yōu)異的聚酰胺／聚丙稀合金。
該彈性體，即乙烯-辛稀共聚物在分子結(jié)構(gòu)和極性上與聚丙稀類似，它們之間具有較好的相容性。彈性體接枝馬來(lái)酸酐后，在分子鏈上引入能與聚酰胺分子中的氨基發(fā)生反應(yīng)的活性基團(tuán)。在共混過(guò)程中，接枝彈性體與聚酰胺發(fā)生原位復(fù)合反應(yīng)。因此彈性體相既可以與聚酰胺相以化學(xué)鍵的形式相連，又可以與聚丙稀相以相似相容的形式相互作用，增強(qiáng)了聚酰胺／聚丙稀之間的界面粘合，改善了它們之間的相容性，導(dǎo)致了組分形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變，實(shí)現(xiàn)了組分間的協(xié)同效應(yīng)，制備出具有優(yōu)異性能的聚酰胺／聚丙稀合金。
本發(fā)明采用三組分共混體系(I)22-75份的聚酰胺6；(II)12-68份的聚丙稀或乙烯含量少于15％的乙烯-丙稀共聚物或它們的混合物；(III)6-15份的含乙烯、辛稀單元，接枝有馬來(lái)酸酐的聚烯烴彈性體，其中辛稀含量為24WT％，馬來(lái)酸酐的接枝率為0．30-1．00WT％，總計(jì)為100份的I、II、III混合粒料，在雙螺桿中進(jìn)行熔融共混，加工溫度為190-250℃，轉(zhuǎn)速80-160rpm，擠出造粒即得聚酰胺／聚丙稀合金材料。
其性能為缺口沖擊強(qiáng)度70-650J／m，抗張強(qiáng)度30-70MPa，斷裂伸長(zhǎng)率90-400％，楊氏模量750-1100MPa，彎曲強(qiáng)度35-85MPa，彎曲模量840-1600MPa，熔體流動(dòng)速率1．2-10g／10min，模件收縮率0．5-2．5％，吸水率0．02-3．0％，熱變形溫度60-160℃。
本發(fā)明以官能化的乙烯-辛稀共聚物作為增容劑，制備出聚酰胺／聚丙稀合金，不僅降低了聚酰胺的吸水率、降低了其成本，而且改善了聚丙稀的模件收縮率，同時(shí)作為改性劑，有效的提高了共混材料的缺口沖擊韌性。總之是綜合了聚酰胺和聚丙稀的諸多優(yōu)點(diǎn)，制備出它們的合金材料。
本發(fā)明提供的實(shí)施例如下實(shí)施1(I)22．5份的聚酰胺6。(II)67．5份牌號(hào)為1300的均聚聚丙稀。(III)10份的接枝馬來(lái)酸酐的乙烯-辛稀共聚物，其中辛稀含量為24％，馬來(lái)酸酐的接枝率0．36％。共計(jì)為100份的I、II、III混合粒料經(jīng)烘干后，在雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混，擠出溫度設(shè)置為198-215-220-220℃，空氣中冷卻造粒。其性能為缺口沖擊強(qiáng)度180．25J／m，抗張強(qiáng)度33．47MPa，斷裂伸長(zhǎng)率244．18％，楊氏模量753．88MPa，彎曲強(qiáng)度45．11MPa，彎曲模量1108．2MPa，熔體流動(dòng)速率1．6g／10min，模件收縮率1．89％，吸水率0．15％，熱變形溫度91℃。
實(shí)施2(I)42．5份的聚酰胺6。(II)42．5份牌號(hào)為P340的共聚聚丙稀。(III)15份的接枝馬來(lái)酸酐的乙烯-辛稀共聚物，其中辛稀含量為24％，馬來(lái)酸酐的接枝率0．51％。將共計(jì)為100份的I、II、III混合粒料經(jīng)烘干后，在雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混，擠出溫度設(shè)置為198-215-225-220℃，空氣中冷卻造粒。其性能為缺口沖擊強(qiáng)度638．8J／m，抗張強(qiáng)度33．93MPa，斷裂伸長(zhǎng)率182．54％，楊氏模量715．28MPa，彎曲強(qiáng)度46．54MPa，彎曲模量1062．4MPa，熔體流動(dòng)速率2．2g／10min，模件收縮率2．32％，吸水率0．27％，熱變形溫度68℃。
實(shí)施3(I)75份的聚酰胺6。(II)12．5份牌號(hào)為P340的共聚聚丙稀。(III)12．5份的接枝馬來(lái)酸酐的乙烯-辛稀共聚物，其中辛稀含量為24％，馬來(lái)酸酐的接枝率0．92％。將共計(jì)為100份的I、II、III混合粒料經(jīng)烘干后，在雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混，擠出溫度設(shè)置為198-215-225-220℃，空氣中冷卻造粒。其性能為缺口沖擊強(qiáng)度127．8J／m，抗張強(qiáng)度59．4MPa，斷裂伸長(zhǎng)率197．69％，楊氏模量1047．0MPa，彎曲強(qiáng)度69．6MPa，彎曲模量1445．2MPa，熔體流動(dòng)速率5．1g／10min，模件收縮率1．20％，吸水率1．27％，熱變形溫度155℃。
實(shí)施4(I)75份的聚酰胺6。(II)14份牌號(hào)為P340的共聚聚丙稀及5份牌號(hào)為1300的均聚聚丙稀的混合物。(III)6份的接枝馬來(lái)酸酐的乙烯-辛稀共聚物，其中辛稀含量為24％，馬來(lái)酸酐的接枝率0．92％。將共計(jì)為100份的I、II、III混合粒料經(jīng)烘干后，在雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混，擠出溫度設(shè)置為198-215-225-220℃，空氣中冷卻造粒。其性能為缺口沖擊強(qiáng)度70．8J／m，抗張強(qiáng)度54．1MPa，斷裂伸長(zhǎng)率99．14％，楊氏模量925．73MPa，彎曲強(qiáng)度73．5MPa，彎曲模量1574．9MPa，熔體流動(dòng)速率5．7g／10min，模件收縮率1．10％，吸水率1．26％，熱變形溫度158℃。
權(quán)利要求
1．一種聚酰胺／聚丙稀合金的制備方法，其特征在于采用三元共混體系(I)22-75份的聚酰胺6；(II)12-68份的聚丙稀或乙烯含量少于15％的乙烯-丙稀共聚物或它們的混合物；(III)6-15份的含乙烯、辛稀單元，接枝有馬來(lái)酸酐的聚烯烴彈性體，其中辛稀含量為24WT％，馬來(lái)酸酐的接枝率為0．30-1．00WT％，總計(jì)為100份的I、II、III混合粒料，在雙螺桿中進(jìn)行熔融共混，加工溫度為190-250℃，轉(zhuǎn)速80-160rpm，擠出造粒即得聚酰胺／聚丙稀合金材料。
2．如權(quán)利要求1所述的聚酰胺／聚丙稀合金的制備方法，其特征在于所述第II組份為乙烯含量少于15％的乙烯-丙稀共聚物。
3．如權(quán)利要求1所述的聚酰胺／聚丙稀合金的制備方法，其特征在于所述第II組份為聚丙稀和乙烯含量少于15％的乙烯-丙稀共聚物的混合物。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種新的聚酰胺/聚丙烯合金的制備方法。該方法采用接枝有馬來(lái)酸酐的乙烯－辛烯共聚彈性體作為第三組份,制備聚酰胺6/聚丙烯合金材料。在雙螺桿中通過(guò)熔融共混制備出的合金材料,不僅綜合了尼龍6和聚烯烴的優(yōu)點(diǎn),還具有很高的沖擊韌性。
文檔編號(hào)B29B9/06GK1290594SQ9910992
公開(kāi)日2001年4月11日 申請(qǐng)日期1999年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月24日
發(fā)明者張皓瑜, 陳紅兵, 揚(yáng)秉新, 張偉廣, 陳長(zhǎng)江, 姜國(guó)偉 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所