一种聚氨酯改性高性能尼龙管材制造技术

本发明专利技术公开了一种聚氨酯改性高性能尼龙管材，其原料包括：尼龙、聚苯醚、聚乳酸、聚氨酯、马来酸酐接枝聚苯醚、三元乙丙橡胶、改性碳纳米管、碳化硅、氧化铝、埃洛石、氮化铝、氮化硼、氮化硅、碱式碳酸锌纳米纤维、纳米氧化锌、润滑剂、硼酸酯偶联剂、抗氧剂、双酚A-双(二苯基磷酸酯)、聚氨丙基苯基倍半硅氧烷、氯化螺环磷酸酯、十六烷基三甲基氯化铵。本发明专利技术提出的聚氨酯改性高性能尼龙管材，其强度高，耐热性和阻燃性好，抗冲击性能优异。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及尼龙管材
，尤其涉及一种聚氨酯改性高性能尼龙管材。
技术介绍
尼龙是分子主链上含有重复酰胺基团的热塑性树脂总称，其命名由合成单体具体的碳原子数而定，其具有优越的机械强度、刚度、韧度、机械减震性和耐磨性，目前已逐渐代替金属和热固性材料广泛应用于汽车零部件中。随着汽车微型化的发展，汽车的某些零部件越来越小，配件却越来越密集，从而限制了空气的流通，这样就造成汽车产生的热量很难及时排出，势必会造成某些零部件的温度升高，这就对所用尼龙材料的耐热性能提出了更高的要求。目前，单纯的尼龙材料已不能完全满足社会的需要，往往需要添加改性剂对其进行改性，其中，无机材料是尼龙常用的改性剂，但是无机材料与尼龙之间的界面结合力较低，将无机材料添加到尼龙中后，往往会降低所得复合材料的抗冲击性，同时尼龙作为有机材料，同样存在阻燃性不是很好的缺陷，从而限制了尼龙管材的应用。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种聚氨酯改性高性能尼龙管材，其强度高，耐热性和阻燃性好，抗冲击性能优异。本专利技术提出的一种聚氨酯改性高性能尼龙管材，其原料按重量份包括以下组分:尼龙100份、聚苯醚20-35份、聚乳酸10-25份、聚氨酯10-30份、马来酸酐接枝聚苯醚3-8份、三元乙丙橡胶2-8份、改性碳纳米管15-30份、碳化硅3-15份、氧化铝3-10份、埃洛石2-10份、氮化铝3-8份、氮化硼2-8份、氮化硅2-8份、碱式碳酸锌纳米纤维2-10份、纳米氧化锌2-10份、润滑剂0.5-1.5份、硼酸酯偶联剂3-5份、抗氧剂0.5-2份、双酚A-双(二苯基磷酸酯)2_9份、聚氨丙基苯基倍半硅氧烷5-12份、氯化螺环磷酸酯1-8份、十六烷基三甲基氯化铵2-8份。优选地，其原料中，尼龙、聚苯醚、聚乳酸、聚氨酯的重量比为100:26-33:14-23:16-27。优选地，其原料按重量份包括以下组分:尼龙100份、聚苯醚28-32份、聚乳酸18-21份、聚氨酯21-26份、马来酸酐接枝聚苯醚4.6-5.3份、三元乙丙橡胶6.8-7份、改性碳纳米管21-26份、碳化硅8-12份、氧化铝7-9份、埃洛石5_6.5份、氮化铝6.2_7份、氮化硼5.5_7份、氮化硅6-6.8份、碱式碳酸锌纳米纤维7.2-8份、纳米氧化锌5-6份、润滑剂0.8-1.3份、硼酸酯偶联剂3.6-4.2份、抗氧剂1-1.6份、双酚A-双(二苯基磷酸酯)5.3-6份、聚氨丙基苯基倍半硅氧烷8-10份、氯化螺环磷酸酯5.6-6.2份、十六烷基三甲基氯化铵5-7份。优选地，其原料按重量份包括以下组分:尼龙100份、聚苯醚30份、聚乳酸20份、聚氨酯25份、马来酸酐接枝聚苯醚5份、三元乙丙橡胶7份、改性碳纳米管23份、碳化硅10份、氧化铝8份、埃洛石5.6份、氮化铝6.7份、氮化硼5.9份、氮化硅6.3份、碱式碳酸锌纳米纤维7.6份、纳米氧化锌5.3份、润滑剂1份、硼酸酯偶联剂4份、抗氧剂1.3份、双酚A-双(二苯基磷酸酯)5.5份、聚氨丙基苯基倍半硅氧烷8.3份、氯化螺环磷酸酯6份、十六烷基三甲基氯化铵6份。优选地，所述尼龙为尼龙6、尼龙66、尼龙12、尼龙11中的一种或者多种的混合物。优选地，所述改性碳纳米管按照以下工艺进行制备:按重量份将1-2份碳纳米管、1-2份对氨基苯甲酸和120-150份多聚磷酸混合均匀，超声20-35min，通入氮气后升温至100-120°C，搅拌l_2h，然后加入10-20份五氧化二磷，搅拌反应10-25h，反应结束后经过滤、洗涤、索氏提取、干燥得到酸化碳纳米管；按重量份将5-15份酸化碳纳米管加入100份二甲苯中，混合均匀后通入氮气，然后加入2-5份二苯基甲烷二异氰酸酯，超声20-35min，加入0.01-0.05份二月桂酸二丁基锡，回流反应5-10h，然后加入20-35份质量分数为40-45%的已内酰胺二甲苯溶液，回流反应1-2.5h，反应结束后经离心、洗涤、干燥得到所述改性碳纳米管。优选地，所述改性碳纳米管按照以下工艺进行制备:按重量份将1.3份碳纳米管、1.6份对氨基苯甲酸和140份多聚磷酸混合均匀，超声30min，通入氮气后升温至110°C，搅拌1.5h，然后加入16份五氧化二磷，搅拌反应20h，反应结束后经过滤、洗涤、索氏提取、干燥得到酸化碳纳米管；按重量份将10份酸化碳纳米管加入100份二甲苯中，混合均匀后通入氮气，然后加入3.2份二苯基甲烷二异氰酸酯，超声30min，加入0.035份二月桂酸二丁基锡，回流反应8h，然后加入30份质量分数为42 %的已内酰胺二甲苯溶液，回流反应2h，反应结束后经离心、洗涤、干燥得到所述改性碳纳米管;其中，改性碳纳米管的制备过程中，选择了多聚磷酸和五氧化二磷弱酸体系对碳纳米管进行酸化，并添加了对氨基苯甲酸，从而在碳纳米管的表面接枝了氨基基团，提高了其在体系中的分散性，且得到的酸化碳纳米管结构保持完整，管壁光滑，之后加入二苯基甲烷二异氰酸酯后，通过控制反应的条件，使酸化碳纳米管与二苯基甲烷二异氰酸酯发生了反应，在碳纳米管的表面引入了二苯基甲烷二异氰酸酯，加入已内酰胺后，己内酰胺与碳纳米管表面的异氰酸根和氨基发生了反应，从而将二苯基甲烷二异氰酸酯、已内酰胺、对氨基苯甲酸引入到了碳纳米管中，加入体系中后，因含有已内酰胺，与体系的相容性好，再加上其中的氨基可以与尼龙形成化学键，能形成良好的界面作用，从而使改性碳纳米管在体系中分散均匀，且被包覆在体系中，阻碍了管材的早期分解，提高了管材的热稳定性，同时改善了管材的耐水性和机械强度。优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂10 76、抗氧剂1098、抗氧剂42 5、抗氧剂2246、抗氧剂264中的一种或者多种的混合物。优选地，所述润滑剂为庚二酸钙、硅酮、石蜡、聚乙烯蜡、庚二酸锌、硬脂酸钙中的一种或者多种的混合物。本专利技术所述聚氨酯改性高性能尼龙管材可以按照常规的尼龙复合材料制备工艺制备而成。本专利技术聚氨酯改性高性能尼龙管材中，以尼龙为主料，赋予管材优异的强度、刚性和耐磨性;加入了适量的聚苯醚、聚乳酸和聚氨酯对尼龙进行改性，在马来酸酐接枝聚苯醚和三元乙丙橡胶的作用下，聚苯醚、聚乳酸和聚氨酯与尼龙的相容性好，其中，聚苯醚分子链中含有大量的苯环结构，分子链刚性强，机械强度高，具有较高的硬度和韧性，耐蠕变性优良，尺寸稳定性好，在体系中与聚乳酸和聚氨酯配合后，在体系中形成了大量的突起，在管材受到冲击时能承受冲击能量，改善了管材的冲击性能，同时提高了管材的拉伸强度，克服了尼龙材料耐热性和易吸湿的缺陷；改性碳纳米管、碳化硅、氧化铝、埃洛石、氮化铝、氮化硼、氮化硅、碱式碳酸锌纳米纤维和纳米氧化锌配合加入体系中，在硼酸酯偶联剂和十六烷基三甲基氯化铵的辅助下，分散性好，提高了管材的紫外屏蔽性能，同时改善了管材的阻燃性能，且硼酸酯偶联剂和十六烷基三甲基氯化铵在体系中与有机大分子链产生了一定的缠绕作用，改善了管材的冲击强度和弯曲应变能力；氯化螺环磷酸酯具有难燃、易自熄、不产生浓烟和熔滴等特性，且对环境无污染，加入体系中后与双酸A-双(二苯基磷酸酯)、聚氨丙基苯基倍半硅氧烷和聚氨酯具有协同作用，大幅度降低了管材的热释放速率，克服了管材燃烧时熔融淌滴的现象，与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚氨酯改性高性能尼龙管材，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：尼龙100份、聚苯醚20‑35份、聚乳酸10‑25份、聚氨酯10‑30份、马来酸酐接枝聚苯醚3‑8份、三元乙丙橡胶2‑8份、改性碳纳米管15‑30份、碳化硅3‑15份、氧化铝3‑10份、埃洛石2‑10份、氮化铝3‑8份、氮化硼2‑8份、氮化硅2‑8份、碱式碳酸锌纳米纤维2‑10份、纳米氧化锌2‑10份、润滑剂0.5‑1.5份、硼酸酯偶联剂3‑5份、抗氧剂0.5‑2份、双酚A‑双(二苯基磷酸酯)2‑9份、聚氨丙基苯基倍半硅氧烷5‑12份、氯化螺环磷酸酯1‑8份、十六烷基三甲基氯化铵2‑8份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：聂锐，
申请(专利权)人：安徽都邦电器有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34