一种钛酸钾晶须改性浇铸尼龙复合材料及其制备方法技术

技术编号:15549705 阅读:112 留言:0更新日期:2017-06-07 14:57
本发明专利技术提供了一种钛酸钾晶须改性浇铸尼龙复合材料及其制备方法,其是由内酰胺100份、钛酸钾晶须5~45份、偶联剂0.5~2.5份、抗氧剂0.05~0.5份、润滑剂0.05~0.5份催化剂0.4~2份以及引发剂0.4~2份制备而成。本发明专利技术创新性地采用钛酸钾晶须作为改性材料,通过内酰胺的阴离子原位聚合制备了钛酸钾晶须改性浇铸尼龙复合材料,其具有耐磨性高、耐热性好和尺寸稳定性高等特点,同时复合材料所涉及的制备工艺简单,适于大规模工业化生产。

A kind of potassium titanate whisker cast nylon modified composite material and preparation method thereof

The invention provides a potassium titanate whisker modified cast nylon composite material and a preparation method thereof, which is composed of lactam 100 copies, 5 to 45 portions of potassium titanate whiskers and coupling agent 0.5 - 2.5, 0.05 - 0.5, antioxidant 0.05 lubricant ~ 0.5 0.4 ~ 2 catalyst and initiator 0.4 ~ 2 prepared. The present invention utilizes potassium titanate whisker as the modified material by in situ anionic polymerization of lactams was prepared by potassium titanate whisker modified cast nylon composite material, which has high abrasion resistance, good heat resistance and dimensional stability etc., and composite materials involved in the preparation process is simple, and is suitable for large-scale industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种钛酸钾晶须改性浇铸尼龙复合材料及其制备方法
本专利技术属于浇铸尼龙改性领域,具体提供一种钛酸钾晶须改性浇铸尼龙复合材料及其制备方法。
技术介绍
浇铸尼龙简称MC尼龙,是一种在常压、一定温度下,利用强碱性物质作催化剂将熔融的己内酰胺单体直接注入预热到一定温度的模具中进行聚合反应,凝固得到的坚韧固体。浇铸尼龙具有重量轻、强度高、自润滑、防腐和绝缘等特性,广泛应用于石油化工、国防工业、机械和纺织等工业领域。但随其使用范围和精度要求的提高,材料的耐热性、耐磨性和尺寸稳定性等方面不断受到挑战。本专利技术创新性的采用钛酸钾晶须作为改性材料,通过内酰胺的阴离子原位聚合制备了钛酸钾晶须改性浇铸尼龙复合材料。制备了具有耐磨性高、耐热性好和尺寸稳定性高等特点的钛酸钾晶须改性浇铸尼龙复合材料,同时复合材料所涉及的制备工艺简单,适于大规模工业化生产。
技术实现思路
本专利技术提供了一种钛酸钾晶须改性浇铸尼龙复合材料及其制备方法,属于浇铸尼龙改性领域,所制备的复合材料具有耐磨性高、耐热性好和尺寸稳定性高等特点。为实现上述目的,本专利技术采用以下技术方案:一种钛酸钾晶须改性浇铸尼龙复合材料及其制备方法,由以下组份按重量份制备而成:内酰胺100份,钛酸钾晶须5~45份,偶联剂0.5~2.5份,抗氧剂0.05~0.5份,润滑剂0.05~0.5份,催化剂0.4~2份,引发剂0.4~2份。所述的内酰胺优选为己内酰胺或十二内酰胺。所述的钛酸钾晶须为六钛酸钾晶须或八钛酸钾晶须,其晶须长度为5~50μm。所述的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。所述的抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和双(2,4—二酷基)季戊四醇二亚磷酸酯中两种。所述的润滑剂为乙烯-丙烯酸共聚物或季戊四醇硬脂酸酯。所述的催化剂为氢氧化钠或甲醇钠。所述的引发剂为甲苯二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯。本专利技术另一个专利技术目的是提供上述钛酸钾晶须改性浇铸尼龙复合材料的制备方法,包括以下步骤:(1)称取100份内酰胺置于反应容器中,在氮气氛围保护下加热至熔融状态,并真空脱水;(2)取5~45份钛酸钾晶须,置于0.5~2.5份偶联剂溶液中进行表面处理10~30min,然后于70~90℃烘箱中烘干1~3h;(3)在氮气氛围保护下,将经步骤(2)处理的钛酸钾晶须加入经步骤(1)处理后的内酰胺中进行超声分散至均匀状态;(4)加入0.4~2份催化剂搅拌后,于130~155℃条件下进行真空脱水10~30min;(5)再加入0.4~2份引发剂、抗氧剂0.05~0.5份和润滑剂0.05~0.5份,混合均匀后迅速注入预热到130~170℃的模具中,保温聚合10~30min后于室温下冷却脱模,即制得钛酸钾晶须改性浇铸尼龙复合材料。本专利技术创新性地采用钛酸钾晶须作为改性材料,通过内酰胺的阴离子原位聚合制备了钛酸钾晶须改性浇铸尼龙复合材料。本专利技术制备的复合材料具有耐磨性高、耐热性好和尺寸稳定性高等特点,同时复合材料所涉及的制备工艺简单,适于大规模工业化生产。本专利技术的有益效果如下:1、本专利技术所选用的六钛酸钾晶须和八钛酸钾晶须均为风洞状网格结构,具有极强的耐磨性,与浇铸尼龙本身的耐磨性具有协同作用,从而使得制备的复合材料具有极强的耐磨性;2、钛酸钾晶须是优异的耐热晶须材料,用以填充浇铸尼龙可以提高复合材料整体的耐热性;3、以钛酸钾晶须改性浇铸尼龙,在成型过程中可以有效降低材料的收缩率,提高制品的尺寸稳定性。具体实施方法下面结合具体实例对本
技术实现思路
进行进一步的说明,但所述实施例并非是对本专利技术实质精神的简单限定,任何基于本专利技术实质精神所作出的简单变化或等同替换均应属于本专利技术所要求保护的范围之内。本专利技术制备的钛酸钾晶须复合材料在23℃、50%湿度环境下分别采用ASTMD1242、ASTMD648和ASTMD955检测复合材料的耐磨性、热变形温度和收缩率,同时记录制品成型速度。本专利技术的具体实施例如下:实例1(1)称取100重量份的己内酰胺置于反应容器中,在氮气氛围保护下加热至熔融,真空脱水;(2)取5份六钛酸钾晶须,置于0.5份偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中进行表面处理10min,然后于70℃烘箱中烘干1h;(3)氮气氛围保护下,将经步骤(2)处理后的钛酸钾晶须加入经步骤(1)处理后的内酰胺中进行超声分散至均匀状态;(4)加入0.4重量份的碱性催化剂氢氧化钠搅拌后于130℃条件下真空脱水10min;(5)在上述制备的溶液中加入0.4重量份的引发剂甲苯二异氰酸酯、0.02重量份的抗氧剂N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺0.03重量份的抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和0.05重量份的润滑剂乙烯-丙烯酸共聚物,混合均匀后迅速注入预热到130℃的模具中,保温聚合10min后室温下冷却脱模,即制得钛酸钾晶须改性浇铸尼龙复合材料。所制备的钛酸钾晶须改性浇铸尼龙复合材料性能见表一。实例2(1)称取100重量份的己内酰胺置于反应容器中,在氮气氛围保护下加热至熔融,真空脱水;(2)取15份六钛酸钾晶须,置于1份偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中进行表面处理15min,然后于75℃烘箱中烘干1.5h;(3)氮气氛围保护下,将经步骤(2)处理后的钛酸钾晶须加入经步骤(1)处理后的内酰胺中进行超声分散至均匀状态;(4)加入0.8重量份的碱性催化剂氢氧化钠搅拌后,于135℃条件下真空脱水15min;(5)在上述制备的溶液中加入0.8重量份的引发剂甲苯二异氰酸酯、0.05重量份的抗氧剂N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺0.08重量份的抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和0.15重量份的润滑剂乙烯-丙烯酸共聚物,混合均匀后迅速注入预热到140℃的模具中,保温聚合15min后室温下冷却脱模,即制得钛酸钾晶须改性浇铸尼龙复合材料。所制备的钛酸钾晶须改性浇铸尼龙复合材料性能见表一。实例3(1)称取100重量份的己内酰胺置于反应容器中,在氮气氛围保护下加热至熔融,真空脱水;(2)取25份六钛酸钾晶须,置于1.5份偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中进行表面处理20min,然后于80℃烘箱中烘干2h;(3)氮气氛围保护下,将经步骤(2)处理后的钛酸钾晶须加入经步骤(1)处理后的内酰胺中进行超声分散至均匀状态;(4)加入1.2重量份的碱性催化剂氢氧化钠,145℃条件下真空脱水20min;(5)在上述制备的溶液中加入1.2重量份的引发剂甲苯二异氰酸酯、0.12重量份的抗氧剂N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺0.15重量份的抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和0.25重量份的润滑剂乙烯-丙烯酸共聚物,混合均匀后迅速注入预热到150℃的模具中,保温聚合20min后室温下冷却脱模,即制得钛酸钾晶须改性浇铸尼龙复合材料。所制备的钛酸钾晶须改性浇铸尼龙复合材料性能见表一。实例4(1)称取100重量份的己内酰胺置于反应容器中,在氮气氛围保护下加热至熔融,真空脱水;(2)取35份六钛酸钾晶须,置于2份偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中进行表面处理本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种钛酸钾晶须改性浇铸尼龙复合材料,其特征在于:由以下组份按重量份制备而成:内酰胺100份,钛酸钾晶须5~45份,偶联剂0.5~2.5份,抗氧剂0.05~0.5份,润滑剂0.05~0.5份,催化剂0.4~2份,引发剂0.4~2份。

【技术特征摘要】
1.一种钛酸钾晶须改性浇铸尼龙复合材料,其特征在于:由以下组份按重量份制备而成:内酰胺100份,钛酸钾晶须5~45份,偶联剂0.5~2.5份,抗氧剂0.05~0.5份,润滑剂0.05~0.5份,催化剂0.4~2份,引发剂0.4~2份。2.根据权利要求1所述的一种钛酸钾晶须改性浇铸尼龙复合材料,其特征在于:所述的内酰胺优选为己内酰胺或十二内酰胺。3.根据权利要求1所述的一种钛酸钾晶须改性浇铸尼龙复合材料,其特征在于:所述的钛酸钾晶须为晶须长度为5~50μm的六钛酸钾晶须或八钛酸钾晶须。4.根据权利要求1所述的一种钛酸钾晶须改性浇铸尼龙复合材料,其特征在于:所述的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。5.根据权利要求1所述的一种钛酸钾晶须改性浇铸尼龙复合材料,其特征在于:所述的抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和双(2,4—二酷基)季戊四醇二亚磷酸酯中两种。6.根据权利要求1所述的一种钛酸钾晶须改性浇铸尼龙复合材料,其特征在于:所述的润滑剂为乙烯-丙烯酸共...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨桂生李枭姚晨光
申请(专利权)人:合肥杰事杰新材料股份有限公司
类型:发明
国别省市:安徽,34

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