一种复合成核剂增强尼龙树脂组合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合成核剂增强尼龙树脂组合物及其制备方法。所述组合物包括共混的以下组分：尼龙树脂、复合成核剂和抗氧剂；复合成核剂包括有机成核剂和无机粒子，有机成核剂为苯甲酸盐,无机粒子为埃洛石、海泡石中的一种或组合；以尼龙树脂为100重量份计，所述的复合成核剂的用量是0.01~10重量份。制备方法包括：所述组分按所述用量熔融共混后制得。本发明专利技术可以显著提高尼龙的力学性能，并且用量少，制备工艺简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及尼龙树脂领域，进一步地说，是涉及一种复合成核剂增强尼龙树脂组合物及其制备方法。
技术介绍
尼龙（Nylon），中文名聚酰胺，英文名称Polyamide（简称PA），是分子主链上含有重复酰胺基团-[NHCO]-的热塑性树脂总称。其命名由合成单体具体的碳原子数而定，如：尼龙6、尼龙66、尼龙1010、尼龙610等。尼龙系列是最重要的工程塑料，该产品系列应用广泛，几乎覆盖每一个领域，是五大工程塑料中应用最广的品种。为了更好的满足应用等方面的诸多要求，人们不断研究各种方法对尼龙的性能进行改进。其中通过添加成核剂，提高尼龙制品的力学性能是实现尼龙树脂高性能化的一种简单易行，且行之有效的改性方法之一。目前，市场上广泛使用的尼龙成核剂分为有机成核剂、无机成核剂和高分子成核剂。有机成核剂用量少，且成核效果明显，但是此类成核剂价格较高，而且当其添加量达到一定值后对于尼龙的刚性基本保持不变，即力学性能并不随着添加量的提高而进一步提高。无机成核剂对尼龙制品的透明性和表面光泽度有影响，在透明材料方面的应用受到限制。中国专利CN1935899A公开了一种环保阻燃尼龙组合物及其制备方法，其中所加的成核剂为酰胺类有机成核剂，如长碳链羧酸钙盐或者长碳链羧酸钠盐其中的一种，或者使用尼龙22作为高分子成核剂；美国专利US3080345A和US4866115A使用苯基次磷酸钠、叔丁基次磷酸钠、乙酸盐类和苯酚等作为PA的成核剂，以提高其结晶速度和光学、力学性能。无机粒子凭借价格低廉、改性效果明显等优点而作为填充改性剂也早已受到众多研究者研究。中国专利CN1422901A将无机酸酯或者无机酸盐进行水解得到均匀的溶液，然后将溶液加入到呈熔融状的己内酰胺中混合成均匀的溶液，然后在20~200℃在高纯氮气保护下进行凝胶0.5~720小时，待凝胶生成后在高纯氮气保护下进行聚合成复合材料，再对复合材料进行纯化即得尼龙6/无机粒子纳米复合材料。中国专利CN100447201C将尼龙6与无机粒子、聚对苯二甲酸丙二酯混合后加热熔融挤出来改善尼龙6的性能。但是对于成核剂和无机粒子复配的研究较少，未见报道。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种复合成核剂增强尼龙组合物及其制备方法。本方法将无机粒子与有机成核剂复配，用于增强尼龙，可以显著提高尼龙的力学性能，并且用量少，制备工艺简单。本专利技术的目的之一是提供一种复合成核剂增强尼龙树脂组合物。包括熔融共混的以下组分：尼龙树脂、复合成核剂和抗氧剂；所述尼龙树脂为分子主链上含有重复酰胺基团-[NHCO]-的热塑性树脂；可采用现有技术中所有的尼龙树脂，如：尼龙6、尼龙66、尼龙1010、尼龙610等。所述复合成核剂包括有机成核剂和无机粒子，其中有机成核剂为苯甲酸盐,优选苯甲酸钠或苯甲酸铝；无机粒子为埃洛石、海泡石中的一种或组合；优选为海泡石，埃洛石（halloysite）是一种纳米级硅酸盐类粘土矿物。埃洛石的基本结构单元，称埃洛石纳米管，由高岭石的片层在天然条件下卷曲而成，呈微管状结构，化学组成与高岭石相同，具有相同的1:1的SiO2/Al2O3比，片层结构卷曲成了SiO2在外层，Al2O3在内层，因此埃络石纳米管具有与SiO2非常相似的表面性质，和Al2O3相似的内层性质，一般来说埃洛石纳米管由多个高岭土片层卷曲而成，是天然的多壁型纳米管，管外径为20-100nm，内径为5-30nm，长度为150nm-2μm。海泡石由非常细且短的纤维或纤维状集合体组成，纤维长短不一，长度在100nm～4μm。所述有机成核剂与无机粒子的重量为90/10~10/90；优选为25/75~75/25；以尼龙树脂为100重量份计，所述的复合成核剂的用量是0.01~10重量份，优选0.01～1重量份。所述抗氧剂为尼龙树脂常用的抗氧剂，其用量也为常规用量。本专利技术对所采用的抗氧剂和加工助剂无特殊要求，均为尼龙树脂加工的通用抗氧剂和加工助剂，其添加量随最终制品用途的不同而不同，一般均为尼龙树脂基体的0.01～1phr。例如，抗氧剂可以为如下一种或多种的混合物：抗氧剂N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(即抗氧剂1098);（2,4－二叔丁基苯基）亚磷酸三酯（即抗氧剂168）。还可以根据加工需要添加尼龙树脂常用的助剂，如：增韧剂、阻燃剂、抗菌剂等，其用量也为常规用量。本专利技术的目的之二是提供一种复合成核剂增强尼龙树脂组合物的制备方法。包括：将所述组分按所述用量熔融共混后制得所述复合成核剂增强尼龙树脂组合物。本专利技术所述的复合成核剂增强尼龙树脂是将尼龙树脂基体与复合成核剂以及抗氧剂等其它塑料加工的常规助剂或填料在高速搅拌机中机械混合然后再使用加工设备进行熔融共混加工，所述加工设备为塑料加工领域的通用设备如单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、密炼机等。本专利技术将无机粒子和有机成核剂复合后加入到尼龙基料中可以显著提高尼龙的力学性能，具有用量少，制备工艺简单、改善力学性能明显等优点，更重要的是复配成核剂显示出协同效果，即在低添加量下可以使尼龙树脂的性能有大幅度提高，并优于单独添加无机粒子或有机成核剂组分时的效果，所以这种二元复合成核剂是一种理想的尼龙树脂力学改性剂。具体实施方式下面结合实施例，进一步说明本专利技术。埃洛石(湖北丹江口市富源高岭土有限公司）海泡石(内乡县东风海泡石有限责任公司,海泡石粉)实施例1：将尼龙6（中国石化巴陵分公司）、苯甲酸钠（武汉有机实业有限公司生产）、海泡石(海泡石由非常细且短的纤维或纤维状集合体组成，纤维长短不一，长度在100nm～4μm。内乡县东风海泡石有限责任公司，海泡石粉)与抗氧剂（1098与168的混合物，瑞士汽巴加基生产、二者以1/1比例混合使用)混合配料，其具体组成：尼龙6为100份，苯甲酸钠0.025份，海泡石(粒径小于40um)0.025份，抗氧剂0.4份。在高速搅拌机中混合（北京市英特塑料机械总厂、型号GH-10DY），高速旋转10秒钟，再低速旋转5秒钟。经过高速搅拌机混合后，被加入到双螺杆挤出机（德国Werner and Pleiderer公司生产，型号ZSK-25，长径比30：1、直径25mm）中进行混合，挤出机各段温度分别为230℃，235℃，235℃，235℃，235℃，220℃。挤出造粒后使用注塑机（中国宁波海天公司生产，型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合成核剂增强尼龙树脂组合物，包括熔融共混的以下组分：
尼龙树脂、复合成核剂和抗氧剂；
所述尼龙树脂为分子主链上含有重复酰胺基团-[NHCO]-的热塑性树脂；
所述复合成核剂包括有机成核剂和无机粒子，
其中有机成核剂为苯甲酸盐；
无机粒子为海泡石与埃洛石中的一种或组合；
所述有机成核剂与无机粒子的重量比为90/10~10/90；
以尼龙树脂为100重量份计，复合成核剂的用量是0.01~10重量份。
2.如权利要求1所述的复合成核剂增强尼龙树脂组合物，其特征在于：
以尼龙树脂为...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘轶群，张德鹏，郭敏，潘国元，张杨，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：