一种改性尼龙材料及其成型方法技术

本发明专利技术公开了一种星型高分子改性的尼龙材料及其制备方法，改性尼龙材料包括如下重量组分：尼龙40～80份，尼龙杂化材料16～55份，星型SBS 3～6份，尼龙抗氧剂1098为0.2～0.3份。其制备方法包括先将各组分加入高速混合机进行高速混合，然后通过螺杆挤出机挤出造粒，经干燥后制得改性尼龙材料。本发明专利技术所制备的改性尼龙高分子材料同时满足高力学强度、流动性好、耐溶剂性能高，并适用于挤出、注塑、压制成型等加工，加工成型后的产品可使用在化工原料贮运、医药、农药、食品、日化等行业。

【技术实现步骤摘要】
一种改性尼龙材料及其成型方法
本专利技术涉及一种高分子基复合材料，尤其涉及星形高分子增韧增强尼龙材料及其制备方法。
技术介绍
目前尼龙材料较脆，如果单纯用橡胶增韧，则材料强度和流动性受到影响。本专利技术考虑到这些因素，制备一种流动性好、冲击强度高、其他力学性能也较好、耐溶剂性能好的尼龙复合材料。
技术实现思路
本专利技术目的是为解决上述问题而提供一种用聚酰胺/低聚倍半硅氧烷纳米杂化材料(简称尼龙杂化材料)以及星形SBS改性的尼龙材料。其中尼龙杂化材料为星形结构(参见专利200910170936.8：低聚倍半硅氧烷纳米杂化材料及其制备方法)。所述尼龙杂化材料是由0.1-20质量％的经修饰处理的低聚倍半硅氧烷和80-99.9质量％的聚酰胺基体组成，该杂化材料具有以低聚倍半硅氧烷为核的星型分子链结构，其中低聚倍半硅氧烷分子结构为：所制备的改性尼龙高分子材料同时满足高力学强度、流动性好、耐溶剂性能高，并适用于挤出、注塑、压制成型等加工，加工成型后的产品可使用在化工原料贮运、医药、农药、食品、日化等行业。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种星型高分子改性的尼龙材料，其组分按照重量份数计为：尼龙40～80份，尼龙杂化材料16～55份，星型SBS3～6份，尼龙抗氧剂1098为0.2～0.3份。进一步的，尼龙可以为尼龙6或尼龙66，星型SBS的苯乙烯含量为40％，分子量为21万或者苯乙烯含量为29.5～32.5％，分子量为23.5万～25.5万或者苯乙烯含量为30％，分子量为22万-26万。作为进一步优选，尼龙6(PA6)70份(尼龙含量多，耐溶剂性能好些)，尼龙杂化材料23.7份，星型SBS(苯乙烯含量为40％，分子量为21万，其力学性能更好，流动性较好，邵氏硬度为83-95)6份，尼龙抗氧剂1098为0.3份。上述星型高分子改性的尼龙材料的制备方法，包括如下步骤：(1)称取尼龙，尼龙杂化材料，星型SBS和尼龙抗氧剂1098，然后将其加入高速混合机中，启动高速混合机，控制转速为转速600-900r/min，搅拌混合5～10分钟，将混合物料倒出后，备用。(2)打开配置有水槽和风冷装置的双螺杆挤出机，设定挤出机各段温度，将经过高混机混合的物料加入料斗，启动双螺杆挤出机主机并调频率至10-15Hz(相当于转速60-90r/min)，启动加料电机，调节转速为喂料转速：10-15Hz，物料进料在所述工作温度下物料被捏合熔融，待熔融物料从机头连续挤出且挤出物尺寸均匀后，将挤出物牵条，经水槽水冷和风冷装置风冷后切粒，然后将粒料干燥，作为制备好的星型高分子改性的尼龙材料。进一步优选的，步骤(1)所述的尼龙为尼龙6，尼龙6熔融温度低一些，约225℃，因此步骤(2)所述双螺杆挤出机工作温度设定如表1所示，在该温度下既能保证物料完全熔融，又能有效避免物料降解。表1双螺杆挤出机各区温度尼龙66熔点更高，因此适合高温应用。这种材料拥有更强的硬度以及更高的张力和弯曲模量，因此适用于耐磨和耐热较为重要的应用。就单根纤维而言，尼龙66比尼龙6细。正因为尼龙66比较细，它所形成的织物柔软细腻，手感很好，强度很好，最适合做工程的纤维，一般做军用材料。尼龙66比尼龙6要硬12％，而理论上说，硬度越高，纤维的脆性越大，从而越容易断裂。尼龙66手感密实，尼龙6手感松软，尼龙66受臭氧和笑气(一氧化二氮)的影响很小。因此，作为进一步优选，步骤(1)所述的尼龙为尼龙66，步骤(2)所述双螺杆挤出机工作温度设定如表2所示，由于螺杆与物料的剪切摩擦生热，实际上物料温度会超过260℃，PA66等物料会熔融，因此所设定的温度既能保证物料完全熔融，又能有效避免物料降解。表2挤出机挤出温度(共混物挤出)进一步优选的，步骤(2)所述的水冷是指将挤出物冷却至50℃～80℃之间，且水冷后挤出物表面沾有水，含水量在10～30％之间；所述的风冷是指将水冷后的挤出物冷却至室温～40℃之间，且风冷后挤出物的含水量在5％以下。这样物料较干燥，再切粒之后再经过85-100℃烘箱烘6小时，得到干燥的挤出物料，可以直接注塑制备产品。进一步优化的，粒料干燥方法为：将粒料在80～100℃优选100℃的鼓风干燥箱干燥6～24小时，优选24小时。本专利技术将这种尼龙杂化材料作为改性剂，与尼龙共混，两者相容性好(均含有尼龙，即聚酰胺)，生产工艺简单，而成本大大降低，再加上用SBS增韧尼龙材料，取得更优的综合性能：耐溶剂性能、力学强度、冲击强度等均较好。另外，尼龙杂化材料是星形结构，而本申请选用的SBS也是星形结构，力学性能好，而且两者相容性好，有利于三者的共混，形成力学强度、流动性、耐溶剂性能等综合性能优异的共混材料。具体实施方式本专利技术下面结合实施例作进一步详述：实施例中所采用的实验原料如下：聚酰胺6(尼龙6)或PA66，日本宇部兴产株式会社。聚酰胺/低聚倍半硅氧烷纳米杂化材料(简称尼龙杂化材料)，市售。星型SBS，市售。尼龙抗氧剂1098，南京大唐化工有限责任公司各实施例所用的设备如表3所示。表3主要设备各实施例所制备产品的性能测试标准如下：悬臂梁冲击实验的标准GB/T1843-1996；弯曲强度的测试标准为GB/T9341；吸油率测试按照GB11547-89进行。万能制样机将各个实施例所制得的产品裁成5cm×5cm的样，然后放入50℃(高温)二甲苯中2周，取出擦干表面溶剂称量(在1分钟内称量完毕)；高温下测试耐溶剂性优点在于吸油率能在较短时间内达到饱和，提高了效率。吸油率D(％)按下式计算：D＝(G2-G1)/G1×100％式中：G2——浸油后试样的质量/g。G1——浸油前试样的质量/g。实施例1：星型高分子改性的尼龙材料的制备，方法包括如下步骤：(1)准确称取各种配料(按重量份称取)：尼龙6(PA6)70份，尼龙杂化材料23.7份，星型SBS4412(燕山石化生产，苯乙烯含量为40％，分子量为21万)6份，尼龙抗氧剂1098为0.3份，然后将各种配料投入高速混合机中，用高速混合机混合5分钟，高速混合机的转速为600-900r/min。(2)混合结束后将混合后的物料投入双螺杆挤出机的料斗中，然后启动双螺杆挤出机主机并调频率至10-15Hz(相当于转速60-90r/min)，启动加料电机，调节转速为喂料转速：10-15Hz，物料进料。待熔融物料从机头挤出并进入正常挤出状态后，将挤出物牵条，经水冷和风冷后切粒，然后将粒料在100℃鼓风干燥箱干燥24小时，制得星型高分子改性的尼龙材料。对应的挤出机挤出过程中各区的温度设置见表1。制备的星型高分子改性的尼龙材料的各项性能测试结果为：吸油率(50℃，二甲苯，饱和)为3.1％，缺口冲击强度为28kJ/m2，拉伸强度为46MP，熔体流动速率(MFR)为13.3g/(10min)(230℃，2.16Kg)。实施例2星型高分子改性的尼龙材料的制备，方法包括如下步骤：(1)准确称取各种配料(按重量份称取)：60份尼龙6；尼龙杂化材料35份；星型SBST161B(独山子石化生产，苯乙烯含量为30％，分子量为22万-26万，平均分子量24万)4.7份；尼龙抗氧剂1098为0.3份。(2)本步骤同实施例1中的步骤(2)。制备的星型高分子改性尼龙材料的各项性能测试结果为：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种星型高分子改性的尼龙材料，其特征在于：所述材料包括如下重量组分：尼龙40～80份，尼龙杂化材料16～55份，星型SBS 3～6份，尼龙抗氧剂1098为0.2～0.3份。

【技术特征摘要】
1.一种星型高分子改性的尼龙材料，其特征在于：所述材料包括如下重量组分：尼龙40～80份，尼龙杂化材料16～55份，星型SBS3～6份，尼龙抗氧剂1098为0.2～0.3份。2.根据权利要求1所述的星型高分子改性的尼龙材料，其特征在于，所述尼龙为尼龙6或尼龙66，所述星型SBS的苯乙烯含量为40％，分子量为21万或者苯乙烯含量为29.5～32.5％，分子量为23.5万～25.5万或者苯乙烯含量为30％，分子量为22万-26万。3.根据权利要求1所述的星型高分子改性的尼龙材料，其特征在于，所述材料包括如下重量组分：尼龙70份，尼龙杂化材料23.7份，星型SBS为6份，尼龙抗氧剂1098为0.3份；所述尼龙为尼龙6，所述星型SBS的苯乙烯含量为40％，分子量为21万。4.如权利要求1至3中任一项所述的星型高分子改性的尼龙材料的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：(1)称取尼龙，尼龙杂化材料，星型SBS和尼龙抗氧剂1098，然后将其加入高速混合机中，启动高速混合机搅拌，控制转速为600-900r/min，搅拌混合5～10分钟，制得混合物料。(2)打开配置有水槽和风冷装置的双螺杆挤出机，设定螺杆挤出机的工作温度，将步骤(1)制得的混合物料加入料斗，启动双螺杆挤出机主机并调整转速为60～90r/min，启动加料电机，调节转速为喂料转速为60～90r/min，物料进料；在所述工作温度下物料被捏合熔融，待熔融物料从机头连续挤出且...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖华勇，王玥辉，龚心玥，常澄碧，刘春林，陶国良，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32