一种基于挤出机工艺的核壳尼龙增韧剂及制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种基于挤出机工艺的核壳尼龙增韧剂及制备方法和应用。将热塑性聚烯烃弹性体和聚烯烃混合均匀后放入挤出机，控制挤出机的温度为130～170℃，其中，以质量份数计，所述热塑性聚烯烃弹性体5～95份，所述聚烯烃95～5份，所述热塑性聚烯烃弹性体和所述聚烯烃中均不含有双键。采用该方法制备出的核壳结构的尼龙增韧剂能够显著提高尼龙材料的冲击性能，同时能够降低尼龙材料的拉伸强度、模量等。

Core shell nylon toughening agent based on extruder process, preparation method and Application

The invention discloses a core shell nylon toughening agent based on an extruder process, a preparation method and an application thereof. Thermoplastic polyolefin elastomer and polyolefin mixed evenly into the extruder, extruder temperature control is 130 to 170 DEG C, which calculated by mass portion, the thermoplastic elastomer from 5 to 95, 95 to 5 portions of the polyolefin, wherein the thermoplastic polyolefin elastomer and the polyolefin did not contain double bonds. The nylon nylon toughened with core shell structure prepared by this method can remarkably improve the impact property of nylon material, and can also reduce the tensile strength and modulus of nylon.

【技术实现步骤摘要】
一种基于挤出机工艺的核壳尼龙增韧剂及制备方法和应用
本专利技术涉及一种增韧尼龙的制备方法，具体涉及一种基于挤出机工艺的核壳尼龙增韧剂及制备方法和应用。
技术介绍
尼龙是一种用途最广、种类最多的工程塑料，该材料具有良好的力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学溶剂性、自润滑性和一定的阻燃性，被广泛用于汽车、电子电器、机械、轨道交通、体育器械等领域。但是纯尼龙材料吸水性强、低温冲击性能差，限制了尼龙材料在低温或冲击性能要求高领域的应用。将聚烯烃或者聚烯烃弹性体与尼龙混合，可以显著改善该材料吸水性强、低温冲击性能差的缺点。由于聚烯烃类材料的非极性，很难与极性的尼龙材料混合均匀，采用极性化合物，如马来酸酐、衣康酸等极性单体对聚烯烃或者聚烯烃弹性体进行接枝改性的方法将聚烯烃均匀分散到尼龙材料中，成为制备增韧尼龙最常用的方法。均匀分散的聚烯烃或者聚烯烃弹性体可以有效吸收基体材料受到的冲击能量，分散的聚烯烃粒子还可以有效阻止裂纹的产生，因此显著提高了尼龙材料在低温下的冲击强度，非极性聚烯烃的加入也可以明显降低材料的吸水性。现有制备增韧尼龙的工艺均采用挤出机的工艺，该工艺具备高质量、高产量、高效率等优点。中国专利(公开号CN1445278A)公开了一种马来酸酐接枝聚烯烃弹性体增韧尼龙的制备方法，将尼龙、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体在220～240℃下挤出机中挤出得到增韧尼龙材料。中国专利(公开号CN101781455A)公开了一种超韧尼龙合金的制备方法，将尼龙、衣康酸接枝乙烯-α-辛烯共聚物、抗氧剂、润滑剂放入高速混合机中混合，然后将混合物放入双螺杆挤出机中，挤出温度250～280℃，主螺杆转速200～400转/分钟，经过牵引、冷却、切粒，得到聚烯烃增韧的尼龙混合物。中国专利(公开号CN1480489A)公开了一种增韧聚酰胺的制备方法，首先在过氧化物引发剂的作用下，在挤出机中采用极性单体接枝聚烯烃弹性体，然后将该接枝物与尼龙6混合均匀，在挤出机中进行造粒挤出，得到具有良好韧性和加工性能的组合物。中国专利(公开号CN901067784A)公开了一种增韧尼龙的制备方法，首先在过氧化二异丙苯引发剂的作用下，在挤出机中采用顺丁烯二酸酐接枝三元乙丙橡胶，得到接枝改性的聚烯烃，然后将该接枝物与尼龙66混合均匀，在挤出机中进行造粒挤出，得到的材料具有良好绝缘性、耐热和耐寒性能，用作钢轨绝缘接头时可以在-40℃～70℃范围内使用。从上述专利可以看出现有采用挤出机制备增韧尼龙的工艺，都是简单的将聚烯烃接枝物与尼龙通过挤出机进行造粒，虽然也可以提高尼龙材料的冲击性能，但是材料的强度和模量指标显著降低，难以避免尼龙材料韧性与强度性能的失衡。
技术实现思路
为了克服挤出机制备增韧尼龙的工艺的缺陷，本专利技术的目的之一是提供一种基于挤出机工艺的核壳尼龙增韧剂的制备方法，采用该方法制备能够制备出具有核壳式结构的尼龙增韧剂，采用该核壳结构的尼龙增韧剂能够显著提高尼龙材料的冲击性能，同时能够降低尼龙材料的拉伸强度、模量等的下降幅度。为了实现上述目的，本专利技术的基于挤出机工艺的核壳尼龙增韧剂的制备方法的技术方案为：一种基于挤出机工艺的核壳尼龙增韧剂的制备方法，将热塑性聚烯烃弹性体和聚烯烃混合均匀后放入挤出机，控制挤出机的温度为130～170℃，其中，以质量份数计，所述热塑性聚烯烃弹性体5～95份，所述聚烯烃95～5份，所述热塑性聚烯烃弹性体和所述聚烯烃中均不含有双键。本专利技术，首先，采用热塑性聚烯烃弹性体和聚烯烃作为原料，并控制挤出机的温度为130～170℃，通过调整热塑性弹性体和聚烯烃的熔体流动性，热塑性聚烯烃弹性体的熔体流动性好，聚烯烃的熔体流动性低，使得原料在挤出机中共混时，热塑性聚烯烃弹性体能够很好的包覆聚烯烃，从而能够形成以热塑性聚烯烃弹性体为壳、以聚烯烃为核的核壳式结构。其次，本专利技术经过实验证明，采用该比例下的原料制备的壳核式结构的尼龙增韧剂能够显著提高尼龙材料的冲击性能，同时降低拉伸强度、模量等指标的下降幅度，能够实现增韧尼龙材料韧性和强度的平衡。第三，本专利技术采用的原料中均不含有双键，这是由于采用含有双键的原料制备的增韧剂的耐候性差，尤其不耐紫外，经过紫外照射，使得该增韧剂制备的尼龙材料的强度下降，颜色变黄，影响尼龙材料的整体性能；而若要消除双键影响，就需要加入引发剂使双键聚合，然而双键的聚合，会使聚烯烃发生交联，从而降低尼龙增韧剂的加工性，提高生产成本；加入引发剂，会增加工艺步骤，使得生产工艺时间增加；引发剂的加入量还会影响交联程度，从而使生产工艺复杂多变。同时原料中含有双键，壳通过化学键连接在核上，化学键存在一定的刚性，使得该核壳结构更类似毛刷结构，降低了壳的包覆性，从而使增韧效果降低；本专利技术采用不含双键的原料既提高了耐侯性，又无需加入引发剂，减少工序，还能使得壳完全包覆核，从而提高增韧剂的增韧效果。本专利技术的目的之二是提供一种上述方法制备尼龙增韧剂。该尼龙增韧剂以高韧性聚烯烃弹性体为壳层和高模量聚烯烃为核心，能够完全实现尼龙材料韧性与强度性能的平衡。为了提高尼龙材料的冲击性能，同时降低强度和模量指标的下降幅度，本专利技术的目的之三是提供一种上述尼龙增韧剂在尼龙材料或制备尼龙材料中的应用。本专利技术的目的之四是提供一种尼龙材料的制备方法，能够实现尼龙材料韧性与强度性能的平衡。为了实现上述目的，本专利技术的尼龙材料的制备方法的技术方案为：一种尼龙材料的制备方法，将上述尼龙增韧剂、尼龙、抗氧剂放入挤出机进行挤出。本专利技术的目的之五是提供一种上述尼龙材料的制备方法制备的尼龙材料。本专利技术的有益效果为：1.本专利技术通过对增韧剂结构的优化，利用熔融挤出工艺制备了聚烯烃弹性体为壳层、具有相对高模量的聚烯烃为核心的核壳型聚烯烃增韧剂，将高弹性的聚烯烃弹性体包裹在高模量的聚烯烃粒子表面。2.传统的挤出机工艺制备增韧尼龙方法相比，在相同组成下，本专利技术制备的尼龙材料冲击性能显著提高，而且拉伸强度、模量等指标下降幅度降低，很好的实现了尼龙材料韧性与强度的平衡。3.本专利技术利用挤出机制备增韧剂和增韧尼龙，制备过程具有操作简单、易于实现工业化的特点。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。本专利技术中所述的“聚烯烃”指乙烯、丙烯或高级烯烃的聚合物总称，例如乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯等α-烯烃以及某些环烯烃单独聚合或共聚合而得到。本专利技术中所述的“热塑性聚烯烃弹性体接枝物”是指马来酸酐(MAH)接枝聚烯烃的聚合物。本专利技术中所述的“接枝”是指聚合物主链上通过化学键结合适当的支链或功能性侧基的反应，通过接枝或接枝反应所形成的产物称作接枝共聚物。本专利技术中所述的“尼龙”又翻译为耐纶。英文名称Polyamide(简称PA)，是分子主链上含有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于挤出机工艺的核壳尼龙增韧剂的制备方法，其特征是，将热塑性聚烯烃弹性体和聚烯烃混合均匀后放入挤出机，控制挤出机的温度为130～170℃，其中，以质量份数计，所述热塑性聚烯烃弹性体5～95份，所述聚烯烃95～5份，所述热塑性聚烯烃弹性体和所述聚烯烃中均不含有双键。

【技术特征摘要】
1.一种基于挤出机工艺的核壳尼龙增韧剂的制备方法，其特征是，将热塑性聚烯烃弹性体和聚烯烃混合均匀后放入挤出机，控制挤出机的温度为130～170℃，其中，以质量份数计，所述热塑性聚烯烃弹性体5～95份，所述聚烯烃95～5份，所述热塑性聚烯烃弹性体和所述聚烯烃中均不含有双键。2.如权利要求1所述的核壳尼龙增韧剂的制备方法，其特征是，采用高速混合机进行混合。3.如权利要求2所述的核壳尼龙增韧剂的制备方法，其特征是，采用高速混合机混合的时间为30～35min。4.如权利要求1所述的核壳尼龙增韧剂的制备方法，其特征是，所述挤出机主螺杆转速10～250转/分钟，喂料螺杆转速10～60转/分钟...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋波，蔡飞鹏，王兆波，谢永光，李晓宇，郭言朝，杨改，王波，
申请(专利权)人：山东省科学院能源研究所，山东科华赛邦新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37