具有高流动性的长玻纤增强聚酰胺5X组合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种聚酰胺组合物，本发明专利技术还涉及该组合物的制备方法。一种长玻纤增强聚酰胺5X组合物，包括以下组分：聚酰胺5X树脂100质量份；封端的聚酰胺5X寡聚物0.3～10质量份；长玻璃纤维0～100质量份。其制备方法包括以下步骤：A)将各组分混合得到预混物；B)将所述预混物熔融挤出注入浸渍设备中，同时将连续长玻璃纤维送入到所述浸渍设备中充分浸渍；C)挤出造粒。本发明专利技术解决了现有技术中生产长玻纤聚酰胺组合物，聚酰胺树脂与聚酰胺寡聚物发生反应造成粘度上升，聚酰胺与添加剂发生反应，及在后续加长玻纤的温度压力条件下寡聚物发生聚合反应产生水汽、凝胶，导致流动性下降的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
具有高流动性的长玻纤增强聚酰胺5X组合物及其制备方法
本专利技术一种聚酰胺组合物，特别涉及高流动性的纤维增强聚酰胺组合物，更具体是涉及一种高强度、高模量的高流动性的长玻纤维增强聚酰胺组合物，本专利技术还涉及该组合物的制备方法。
技术介绍
聚酰胺由于耐高温，优良的机械强度、耐磨性及较好的耐腐蚀性，越来越受到人们的欢迎，通过改性的聚酰胺组合物在电子电器、汽车、机械设备和精密仪器得到了广泛的应用。特别是利用碳纤和玻纤对聚酰胺进行增强改性。但由于碳纤维成本太高，碳纤增强聚酰胺使用受限，玻纤增强聚酰胺组合物的粒料可以用长玻璃纤维(简称长玻纤)和短玻璃纤维(又称短切玻璃纤维)的方式进行生产。相比于短玻纤增强聚酰胺组合物，长玻纤增强聚酰胺组合物具有更高的强度、模量和耐冲击性能等特点，因此，目前现有技术大多采用长玻璃纤维来增强聚酰胺。然而，在现有长玻纤增强聚酰胺组合物的制备中，一般采用长玻纤浸渍在聚酰胺熔体中的方法进行挤出，由于聚酰胺高的熔融温度和非常高的结晶速率，长玻纤的充分浸渍是比较困难的。因此在注射成型加工过程中，长玻纤的高比例和不充分的浸渍，会降低迅速固化结晶的聚酰胺基材的流动性，从而导致所得增强聚酰胺组合物的机械性能劣化以及表面质量下降。良好的流动性恰恰对高比例长玻纤填充的聚酰胺组合物非常重要，此外，尽管需要高的流动性，但是还要求具有高机械性能，不应由于为了流动性而使粘度降低从而造成机械性能的损害。改善聚酰胺流动性的最简单方式在于，降低它们的分子量。然而，必须考虑的缺点是，由此导致的聚酰胺的机械性能剧烈恶化。公开号为EP0957131A2，公开日为1999-11-17的欧洲专利申请中描述了通过加入聚酰胺预聚物来改善聚酰胺模塑料的流动性，所述聚酰胺预聚物即具有反应性端基的聚酰胺低聚物(或称寡聚物)。然而上述专利申请的技术方案用于长玻纤增强聚酰胺组合物，实际上并未改善流动性，未能改变长玻纤增强聚酰胺组合物的机械性能劣化以及表面质量下降的现象。本案专利技术人认为，这是因为预聚物有高端基浓度，其中氨基和羧基同时存在，而具有以下缺点，从而导致所得到的长玻纤增强聚酰胺组合物的机械性能劣化以及表面质量下降：1、在制备过程中预聚物与聚酰胺基体聚合，出现不期望的粘度增加，这反过来使流动性下降。2、由于这些预聚物的氨基和羧基浓度高，还会与其他配方组分比如稳定剂、玻璃纤维浸润剂或冲击强度改性剂发生不期望的反应；3、在后续加长玻纤的温度、压力条件下，预聚物会继续发生缩聚反应，产生水汽，产生凝胶，造成流动性下降。因此，为了改善长玻纤增强聚酰胺组合物流动性差的缺陷，有必要进一步加强研究工作，开发出一种工艺简便、成型流动性良好、各项物理机械性能优异的纤维增强聚酰胺组合物。
技术实现思路
本专利技术的第一方面目的在于提供一种长玻纤增强聚酰胺组合物，以解决现有技术中生产长玻纤聚酰胺组合物，聚酰胺树脂与聚酰胺寡聚物发生反应造成粘度上升，聚酰胺与添加剂发生反应，及在后续加长玻纤的温度压力条件下寡聚物发生聚合反应产生水汽、凝胶，导致流动性下降的技术问题。本专利技术通过以下技术方案解决上述技术问题。一种长玻纤增强聚酰胺5X组合物，包括以下组分：聚酰胺5X树脂100质量份；封端的聚酰胺5X寡聚物0.3～10质量份；长玻璃纤维30～100质量份。进一步，所述封端的聚酰胺5X寡聚物包括一元酸(如苯甲酸、醋酸)、一元胺(己胺、戊胺)或烷基醚封端的聚酰胺5X寡聚物；更优选地，所述封端的聚酰胺5X寡聚物包括烷基醚封端的聚酰胺5X寡聚物。在上述任一技术方案基础上进一步，所述聚酰胺树脂的相对粘度为2～4，优选为2.5～3.5。在上述任一技术方案基础上进一步，所述封端的聚酰胺5X寡聚物的平均聚合度为2～20，优选2～15，更优选4～10。在上述任一技术方案基础上进一步，所述聚酰胺5X树脂包括聚酰胺56树脂，所述封端的聚酰胺5X寡聚物包括封端的聚酰胺56寡聚物；或者，所述聚酰胺5X树脂包括生物基聚酰胺5X树脂，所述封端的聚酰胺5X寡聚物包括封端的生物基聚酰胺5X寡聚物；优选地，所述生物基聚酰胺5X树脂包括生物基聚酰胺56树脂，所述封端的生物基聚酰胺5X寡聚物包括封端的生物基聚酰胺56寡聚物；更优选地，所述生物基聚酰胺56树脂、所述封端的生物基聚酰胺56寡聚物以生物质来源的戊二胺为生产原料，所述生物质来源的戊二胺通过生物发酵法制成，包含符合ASTMD6866标准的可再生来源的有机碳。在上述任一技术方案基础上进一步，所述的一种长玻纤增强聚酰胺5X组合物，还包括相容剂5～15质量份；优选地，所述相容剂包括马来酸酐或者丙烯酸缩水甘油酯等接枝的三元乙丙橡胶，氢化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和乙烯共聚物中的一种或两种以上。在上述任一技术方案基础上进一步，所述的一种长玻纤增强聚酰胺5X组合物，还包括润滑剂0.3～5质量份；优选地，所述润滑剂包括乙烯—丙烯酸共聚蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硅酮和季戊四醇硬脂酸脂中的一种或者两种以上。在上述任一技术方案基础上进一步，所述长玻纤增强聚酰胺5X组合物还包括增强剂、阻燃剂、增塑剂、成核剂、催化剂、用于改善弹性的试剂、光稳定剂、热稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、着色剂、消光剂中的一种或两种以上。这些添加剂可以采用常规方法进行添加，例如在聚合过程中冷混合或熔融混合。在上述任一技术方案基础上进一步，所述的聚酰胺5X树脂是指以1,5-戊二胺和直链二元羧酸为单体聚合得到的聚酰胺树脂；其中所述的直链二元羧酸优选包括丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸、十四碳二元酸、十五碳二元酸、十六碳二元酸、十七碳二元酸、十八碳二元酸、马来酸和Δ9-1,18十八烯二元酸中的一种或多种；所述封端的聚酰胺5X寡聚物是指以1,5-戊二胺和直链二元羧酸为单体聚合得到的聚酰胺寡聚物封端后的产物，其中所述的直链二元羧酸与所述的聚酰胺5X树脂的直链二元羧酸相同。在上述任一技术方案基础上进一步，所述封端的聚酰胺5X寡聚物包括线性、支链、环状封端的聚酰胺5X寡聚物中的一种或两种以上。在上述任一技术方案基础上进一步，所述封端的聚酰胺5X寡聚物的熔点低于所述聚酰胺5X树脂。本专利技术第二方面目的在于提出一项所述的长玻纤增强聚酰胺5X组合物的制备方法，以解决目前的技术问题。一种长玻纤增强聚酰胺5X组合物的制备方法，所述的长玻纤增强聚酰胺5X组合物如上文任一项技术方案所述，所述的制备方法包括以下步骤：A)将各组分混合得到预混物；B)将所述预混物熔融挤出注入浸渍设备中，同时将连续长玻璃纤维送入到所述浸渍设备中充分浸渍；C)挤出造粒。进一步，所述挤出所用的双螺杆挤出机，螺杆直径65mm，螺杆的长径比为40：1，熔融混炼温度设定为：第一段250-260℃，第二段260-270℃，第三段270-280℃，第四段280-290℃，第五段290-300℃℃，熔体温度280-300℃，机头温度290-310℃，浸渍温度310℃～330℃。在上述任一技术方案的基础上进一步，在所述步骤A)前，还包括制备封端的聚酰胺5X寡聚物的过程，该过程包括以下步骤：在惰性气体保护下，向聚酰胺5X寡聚物加入封端剂，搅拌均匀后在常压或在绝对压力为100Pa～1000Pa的减压条件下反应3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种长玻纤增强聚酰胺5X组合物，其特征在于，包括以下组分：聚酰胺5X树脂100质量份；封端的聚酰胺5X寡聚物 0.3～10质量份；长玻璃纤维           30～100质量份；优选地，所述封端的聚酰胺5X寡聚物包括一元酸、一元胺或烷基醚封端的聚酰胺5X寡聚物；更优选地，所述封端的聚酰胺5X寡聚物包括烷基醚封端的聚酰胺5X寡聚物。

【技术特征摘要】
1.一种长玻纤增强聚酰胺5X组合物，其特征在于，包括以下组分：聚酰胺5X树脂100质量份；封端的聚酰胺5X寡聚物0.3～10质量份；长玻璃纤维30～100质量份；优选地，所述封端的聚酰胺5X寡聚物包括一元酸、一元胺或烷基醚封端的聚酰胺5X寡聚物；更优选地，所述封端的聚酰胺5X寡聚物包括烷基醚封端的聚酰胺5X寡聚物。2.如权利要求1所述的一种长玻纤增强聚酰胺5X组合物，其中，所述聚酰胺树脂的相对粘度为2～4，优选为2.5～3.5。3.如权利要求1或2所述的一种长玻纤增强聚酰胺5X组合物，其中，所述封端的聚酰胺5X寡聚物的平均聚合度为2～20，优选2～15，更优选4～10。4.如权利要求1-3任一项所述的一种长玻纤增强聚酰胺5X组合物，其中，所述聚酰胺5X树脂包括聚酰胺56树脂，所述封端的聚酰胺5X寡聚物包括封端的聚酰胺56寡聚物；或者，所述聚酰胺5X树脂包括生物基聚酰胺5X树脂，所述封端的聚酰胺5X寡聚物包括封端的生物基聚酰胺5X寡聚物；优选地，所述生物基聚酰胺5X树脂包括生物基聚酰胺56树脂，所述封端的生物基聚酰胺5X寡聚物包括封端的生物基聚酰胺56寡聚物；更优选地，所述生物基聚酰胺56树脂、所述封端的生物基聚酰胺56寡聚物以生物质来源的戊二胺为生产原料，所述生物质来源的戊二胺通过生物发酵法制成，包含符合ASTMD6866标准的可再生来源的有机碳。5.如权利要求1-4任一项所述的一种长玻纤增强聚酰胺5X组合物，其中，还包括相容剂5～15质量份；优选地，所述相容剂包括马来酸酐或者丙烯酸缩水甘油酯接枝的三元乙丙橡胶，氢化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和乙烯共聚物中的一种或两种以上。6.如权利要求1-5任一项所述的一种长玻纤增强聚酰胺5X组合物，其中，还包括润滑剂0.3～5质量份；优选地，所述润滑剂包括乙烯—丙烯酸共聚蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硅酮和季戊四醇硬脂酸脂中的一种或者两种以上。7.如权利要求1-6任一项所述的一种长玻纤增强聚酰胺5X组合物，其中，所述长玻纤增强聚酰胺5X组合物还包括增强剂、阻燃剂、增塑剂、成核剂、催化剂、用于改善弹性的试剂、光稳定剂、热稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、着色剂、消光剂中的一种或两种以上。8.如权利要求1-7任一项所述的一种长玻纤增强聚酰胺5X组合物，其中，所述的聚酰胺5X树脂是指以...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡定军，张洪生，张志海，刘修才，
申请(专利权)人：上海凯赛生物技术研发中心有限公司，凯赛生物产业有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31