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一种增强尼龙PA6改性工程塑料及其制备方法与流程

作者:哔哩哔哩 来源:www.cnjuncheng.net 发布于:2020-9-8 10:10:55
  本发明涉及改性工程塑料领域,具体涉及一种增强尼龙pa6改性工程塑料及其制备方法。

  背景技术:

  增强聚酰胺复合材料具有物理机械性能高、热稳定性好、电气性能佳、耐腐蚀等特点,被广泛应用于汽车、电子电气、国防军工和机械设备等行业。且随着“以塑代钢”、“汽车轻量化”、“节能减排”等政策的逐步实施,聚酰胺复合材料的应用领域也在不断拓展,这对聚酰胺材料的韧性和强度等性能提出了更高的要求,传统改性方法通过添加低分子量增韧剂来提高材料韧性,存在改善幅度小,改善效果不明显、相容性差,同时需要牺牲部分其他性能的缺陷。

  相比其它类工程塑料,聚酰胺材料通常被用于齿轮、轴承等制造领域,但是聚酰胺在干态条件下摩擦系数高、耐磨性能差,限制了其在工程机械领域的广泛应用。

  技术实现要素:

  针对上述问题,本发明提供一种增强尼龙pa6改性工程塑料及其制备方法。

  本发明的目的采用以下技术方案来实现:

  一种增强尼龙pa6改性工程塑料,其相对重量比例为,尼龙pa6树脂50-70份、增强纤维20-30份、增强剂5-15份、增韧剂10-20份、润滑剂3-8份、偶联剂0.1-1份、成核剂0.1-0.5份;

  优选的,所述增强尼龙pa6改性工程塑料的相对重量比例为,尼龙pa6树脂65-67份、增强纤维22-23份、增强剂10-12份、增韧剂18-20份、润滑剂3-4份、偶联剂0.3-0.5份、成核剂0.1-0.2份;

  优选的,所述增强纤维为玻璃纤维或碳纤维或玄武岩纤维的连续或短切纤维;

  优选的,所述增强剂为硬质微球,所述硬质微球为玻璃微球、环氧树脂微球、超细陶瓷微球的一种或几种;

  优选的,所述增韧剂为分别经端环氧基化、引入吡啶-fe3+配位键的异戊二烯聚合物;

  优选的,所述润滑剂为乙撑双硬质酰胺、季戊四硬脂酸酯醇或硬脂酸钙;

  优选的,所述偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂;

  优选的,所述成核剂为苯甲酸盐、埃洛石、海泡石、滑石粉、碳酸钙的一种或几种。

  一种前述增强尼龙pa6改性工程塑料的制备方法,包括以下步骤:

  s1、制备端环氧基聚异戊二烯聚合物

  在氮气保护气氛中,依次加入新蒸的35ml环乙烷和15ml异戊二烯,冰水浴下缓慢滴加萘钠处理液使溶液有无色变为稳定的橙黄色,再一次性加入0.3-0.5ml的萘钠处理液,保持冰水浴条件搅拌反应2-5min,调整水浴温度至35-40℃,滴加0.2-0.4ml的乙二醇缩水甘油醚,反应0.5-1h后,加入乙醇终止反应,得到溶液a;

  s2、引入吡啶-fe3+配位键

  将0.62g2,6-二氨基吡啶溶解在10ml无水乙醇中,得到溶液b,将溶液b缓慢缓慢滴加至溶液a,以每1至2s一滴为宜,滴加完毕后继续冰水浴搅拌反应2h,加入0.5ml的100mg/ml的三氯化铁-甲醇溶液,继续冰水浴搅拌反应4h,完成后蒸去溶剂,真空干燥至恒重,得到所述增韧剂;

  s3、根据配比准备原料,将原料于高速混合机中搅拌分散10-30min,分散后的原料入挤出机,经熔融共混挤出、牵引、冷却、切粒,即得所述增强尼龙pa6改性工程塑料。

  本发明的有益效果为:

  本申请以改性的聚异戊二烯弹性体作为尼龙pa6的增韧改性剂,不仅改善其与pa6尼龙树脂的相容性,也增强了基体树脂的强韧性;以硬质微球作为增强剂,由于硬质微球本身具有高强度的特点,其在基体树脂中的分布对基体树脂具有补强效果。

  本申请所述的增强尼龙pa6改性工程塑料,是经过增强增韧改性的一种刚韧兼备、性能均衡的工程塑料,其耐磨性、耐热性好、韧性强,表现出高强度、高抗冲等优异的性能。

  具体实施方式

  结合以下实施例对本发明作进一步描述。

  本申请的实施例涉及一种增强尼龙pa6改性工程塑料,其相对重量比例为,尼龙pa6树脂50-70份、增强纤维20-30份、增强剂5-15份、增韧剂10-20份、润滑剂3-8份、偶联剂0.1-1份、成核剂0.1-0.5份;

  优选的,所述增强尼龙pa6改性工程塑料的相对重量比例为,尼龙pa6树脂65-67份、增强纤维22-23份、增强剂10-12份、增韧剂18-20份、润滑剂3-4份、偶联剂0.3-0.5份、成核剂0.1-0.2份;

  优选的,所述增强纤维为玻璃纤维或碳纤维或玄武岩纤维的连续或短切纤维;

  优选的,所述增强剂为硬质微球,所述硬质微球为玻璃微球、环氧树脂微球、超细陶瓷微球的一种或几种;

  优选的,所述增韧剂为分别经端环氧基化、引入吡啶-fe3+配位键的异戊二烯聚合物;

  聚异戊二烯弹性体具有很好的弹性和高的拉伸强度,具有与天然橡胶相似的化学组成、立体结构和力学性能,应用前景广阔,可作为增韧尼龙工程塑料,但其与尼龙树脂的相容性不高,难以充分发挥其改性效果,本申请通过将异戊二烯聚合物端基环氧化的同时引入吡啶-fe3+配位键,得到高强韧的改性异戊二烯聚合物,也进一步提高了聚异戊二烯弹性体与尼龙树脂间的相容性,使尼龙树脂得到良好的增韧补强效果;

  优选的,所述润滑剂为乙撑双硬质酰胺、季戊四硬脂酸酯醇或硬脂酸钙;

  优选的,所述偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂;

  优选的,所述成核剂为苯甲酸盐、埃洛石、海泡石、滑石粉、碳酸钙的一种或几种。

  实施例1

  一种增强尼龙pa6改性工程塑料,其相对重量比例为,尼龙pa6树脂65份、增强纤维22份、增强剂12份、增韧剂18份、润滑剂3份、偶联剂0.5份、成核剂0.2份;

  所述增强纤维为玻璃纤维,所述增强剂为硬质微球,所述硬质微球为玻璃微球,所述增韧剂为分别经端环氧基化、引入吡啶-fe3+配位键的异戊二烯聚合物,所述润滑剂为乙撑双硬质酰胺、季戊四硬脂酸酯醇或硬脂酸钙,所述偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂,所述成核剂为苯甲酸盐与埃洛石;

  所述增强尼龙pa6改性工程塑料的制备方法包括以下步骤:

  s1、制备端环氧基聚异戊二烯聚合物

  在氮气保护气氛中,依次加入新蒸的35ml环乙烷和15ml异戊二烯,冰水浴下缓慢滴加萘钠处理液使溶液有无色变为稳定的橙黄色,再一次性加入0.3-0.5ml的萘钠处理液,保持冰水浴条件搅拌反应2-5min,调整水浴温度至35-40℃,滴加0.2-0.4ml的乙二醇缩水甘油醚,反应0.5-1h后,加入乙醇终止反应,得到溶液a;

  s2、引入吡啶-fe3+配位键

  将0.62g2,6-二氨基吡啶溶解在10ml无水乙醇中,得到溶液b,将溶液b缓慢缓慢滴加至溶液a,以每1至2s一滴为宜,滴加完毕后继续冰水浴搅拌反应2h,加入0.5ml的100mg/ml的三氯化铁-甲醇溶液,继续冰水浴搅拌反应4h,完成后蒸去溶剂,真空干燥至恒重,得到所述增韧剂;

  s3、根据配比准备原料,将原料于高速混合机中搅拌分散10-30min,分散后的原料入挤出机,经熔融共混挤出、牵引、冷却、切粒,即得所述增强尼龙pa6改性工程塑料。

  实施例2

  一种增强尼龙pa6改性工程塑料,其相对重量比例为,尼龙pa6树脂52份、增强纤维28份、增强剂15份、增韧剂12份、润滑剂6份、偶联剂0.2份、成核剂0.4份;

  所述增强纤维为玻璃纤维,所述增强剂为硬质微球,所述硬质微球为玻璃微球,所述增韧剂为分别经端环氧基化、引入吡啶-fe3+配位键的异戊二烯聚合物,所述润滑剂为乙撑双硬质酰胺、季戊四硬脂酸酯醇或硬脂酸钙,所述偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂,所述成核剂为苯甲酸盐与埃洛石;

  所述增强尼龙pa6改性工程塑料的制备方法包括以下步骤:

  s1、制备端环氧基聚异戊二烯聚合物

  在氮气保护气氛中,依次加入新蒸的35ml环乙烷和15ml异戊二烯,冰水浴下缓慢滴加萘钠处理液使溶液有无色变为稳定的橙黄色,再一次性加入0.3-0.5ml的萘钠处理液,保持冰水浴条件搅拌反应2-5min,调整水浴温度至35-40℃,滴加0.2-0.4ml的乙二醇缩水甘油醚,反应0.5-1h后,加入乙醇终止反应,得到溶液a;

  s2、引入吡啶-fe3+配位键

  将0.62g2,6-二氨基吡啶溶解在10ml无水乙醇中,得到溶液b,将溶液b缓慢缓慢滴加至溶液a,以每1至2s一滴为宜,滴加完毕后继续冰水浴搅拌反应2h,加入0.5ml的100mg/ml的三氯化铁-甲醇溶液,继续冰水浴搅拌反应4h,完成后蒸去溶剂,真空干燥至恒重,得到所述增韧剂;

  s3、根据配比准备原料,将原料于高速混合机中搅拌分散10-30min,分散后的原料入挤出机,经熔融共混挤出、牵引、冷却、切粒,即得所述增强尼龙pa6改性工程塑料。

  实施例3

  一种增强尼龙pa6改性工程塑料,其相对重量比例为,尼龙pa6树脂65份、增强纤维22份、增强剂12份、增韧剂18份、润滑剂3份、偶联剂0.5份、成核剂0.2份;

  所述增强纤维为碳纤维,所述增强剂为硬质微球,所述硬质微球为环氧树脂微球,所述增韧剂为分别经端环氧基化、引入吡啶-fe3+配位键的异戊二烯聚合物,所述润滑剂为乙撑双硬质酰胺、季戊四硬脂酸酯醇或硬脂酸钙,所述偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂,所述成核剂为苯甲酸盐与碳酸钙;

  所述增强尼龙pa6改性工程塑料的制备方法包括以下步骤:

  s1、制备端环氧基聚异戊二烯聚合物

  在氮气保护气氛中,依次加入新蒸的35ml环乙烷和15ml异戊二烯,冰水浴下缓慢滴加萘钠处理液使溶液有无色变为稳定的橙黄色,再一次性加入0.3-0.5ml的萘钠处理液,保持冰水浴条件搅拌反应2-5min,调整水浴温度至35-40℃,滴加0.2-0.4ml的乙二醇缩水甘油醚,反应0.5-1h后,加入乙醇终止反应,得到溶液a;

  s2、引入吡啶-fe3+配位键

  将0.62g2,6-二氨基吡啶溶解在10ml无水乙醇中,得到溶液b,将溶液b缓慢缓慢滴加至溶液a,以每1至2s一滴为宜,滴加完毕后继续冰水浴搅拌反应2h,加入0.5ml的100mg/ml的三氯化铁-甲醇溶液,继续冰水浴搅拌反应4h,完成后蒸去溶剂,真空干燥至恒重,得到所述增韧剂;

  s3、根据配比准备原料,将原料于高速混合机中搅拌分散10-30min,分散后的原料入挤出机,经熔融共混挤出、牵引、冷却、切粒,即得所述增强尼龙pa6改性工程塑料。

  实验例

  在实施例1的基础上,以未添加增韧剂的尼龙pa6工程塑料为对比,测定其性能参数,结果如下:

  最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

  技术特征:

  1.一种增强尼龙pa6改性工程塑料,其特征在于,相对重量比例为,尼龙pa6树脂50-70份、增强纤维20-30份、增强剂5-15份、增韧剂10-20份、润滑剂3-8份、偶联剂0.1-1份、成核剂0.1-0.5份。

  2.根据权利要求1所述的一种增强尼龙pa6改性工程塑料,其特征在于,相对重量比例为,尼龙pa6树脂65-67份、增强纤维22-23份、增强剂10-12份、增韧剂18-20份、润滑剂3-4份、偶联剂0.3-0.5份、成核剂0.1-0.2份。

  3.根据权利要求1或2所述的一种增强尼龙pa6改性工程塑料,其特征在于,所述增强纤维为玻璃纤维或碳纤维或玄武岩纤维的连续或短切纤维。

  4.根据权利要求1或2所述的一种增强尼龙pa6改性工程塑料,其特征在于,所述增强剂为硬质微球,所述硬质微球为玻璃微球、环氧树脂微球、超细陶瓷微球的一种或几种。

  5.根据权利要求1或2所述的一种增强尼龙pa6改性工程塑料,其特征在于,所述增韧剂为分别经端环氧基化、引入吡啶-fe3+配位键的异戊二烯聚合物。

  6.根据权利要求1或2所述的一种增强尼龙pa6改性工程塑料,其特征在于,所述润滑剂为乙撑双硬质酰胺、季戊四硬脂酸酯醇或硬脂酸钙。

  7.根据权利要求1或2所述的一种增强尼龙pa6改性工程塑料,其特征在于,所述偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂。

  8.根据权利要求1或2所述的一种增强尼龙pa6改性工程塑料,其特征在于,所述成核剂为苯甲酸盐、埃洛石、海泡石、滑石粉、碳酸钙的一种或几种。

  9.根据权利要求5任一所述的一种增强尼龙pa6改性工程塑料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

  s1、制备端环氧基聚异戊二烯聚合物

  在氮气保护气氛中,依次加入新蒸的35ml环乙烷和15ml异戊二烯,冰水浴下缓慢滴加萘钠处理液使溶液有无色变为稳定的橙黄色,再一次性加入0.3-0.5ml的萘钠处理液,保持冰水浴条件搅拌反应2-5min,调整水浴温度至35-40℃,滴加0.2-0.4ml的乙二醇缩水甘油醚,反应0.5-1h后,加入乙醇终止反应,得到溶液a;

  s2、引入吡啶-fe3+配位键

  将0.62g2,6-二氨基吡啶溶解在10ml无水乙醇中,得到溶液b,将溶液b缓慢缓慢滴加至溶液a,以每1至2s一滴为宜,滴加完毕后继续冰水浴搅拌反应2h,加入0.5ml的100mg/ml的三氯化铁-甲醇溶液,继续冰水浴搅拌反应4h,完成后蒸去溶剂,真空干燥至恒重,得到所述增韧剂;

  s3、根据配比准备原料,将原料于高速混合机中搅拌分散10-30min,分散后的原料入挤出机,经熔融共混挤出、牵引、冷却、切粒,即得所述增强尼龙pa6改性工程塑料。

  技术总结

  本发明提供一种增强尼龙PA6改性工程塑料的制备方法,包括步骤:按以下相对重量比例配比原料,尼龙PA6树脂50?70份、增强纤维20?30份、增强剂5?15份、增韧剂10?20份、润滑剂3?8份、偶联剂0.1?1份、成核剂0.1?0.5份,将原料于高速混合机中搅拌分散10?30min,分散后的原料入挤出机,经熔融共混挤出、牵引、冷却、切粒,即得所述增强尼龙PA6改性工程塑料;所制备的改性工程塑料的力学强度高,耐磨性能好,耐热性好,韧性及抗冲击优异,尺寸稳定性好。


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