本发明专利技术公开了一种环氧树脂／ＭＣ尼龙复合材料的制备方法，以己内酰胺的重量份数为１００份为基准，其余组分的重量份数如下：环氧树脂１份～５０份、固化剂０．００５份～２０份、催化剂０．０１份～５份、活化剂０．０１份～５份；（ａ）在氮气保护下，将环氧树脂加入己内酰胺熔体中，搅拌均匀；（ｂ）加入固化剂使环氧树脂在８０℃～１５０℃预固化；（ｃ）加入催化剂、活化剂引发己内酰胺阴离子开环聚合；得环氧树脂／ＭＣ尼龙复合材料。本发明专利技术具有如下的有益效果，１．本方法具有凝胶时间短，聚合速率快，单体转化率高，吸水率低等优点；２．增大了ＭＣ尼龙基体的变形阻力，使复合材料的拉伸、冲击强度大幅提高；３．耐热性能大幅提高；４．该方法具有生产成本低，工艺简单方便，适合工业化生产等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种MC尼龙6复合材料制备方法。
技术介绍
MC尼龙(单体浇铸尼龙)是20世纪50年代应用阴离子聚合技术发展起来 的新型工程塑料，其制备方法是将熔融的己内酰胺减压脱水，并加入强碱性 物质作催化剂进一步脱水后，与活化剂(如异氰酸酯等)混匀，直接注入预热 至一定温度的模具中，物料在模具中很快地进行聚合反应，直接在模具内成 型。与水解开环制备的尼龙6相比，MC尼龙聚合度高，分子量大，结晶度大， 机械强度高，吸水性较小，尺寸稳定性好等优点。此外，MC尼龙适合制备大 型尼龙成型制品，特别是在需要量少，品种多，结构复杂时，用单体浇铸尼 龙较合适。如大型齿轮、轴承、传送带轮、大型球阀密封环和轴套等等。目 前，MC尼龙在许多领域中正逐步代替铜、铝、钢铁等金属材料，广泛用于机 械、石油化工、纺织、交通、建筑等待业。随着MC尼龙应用范围的进一步扩 展，对其性能提出了越来越高的要求，特别是其尺寸稳定性和热稳定性不佳 等，难以满足大型零部件的高性能化要求。因此，如何在保持MC尼龙优异机 械性能的基础上，提高其耐热稳定性，成为扩展MC尼龙应用范围的关键。目前，对MC尼龙的改性研究主要集中在无机和有机改性两大类。其中无 机填充改性，如红磷、玻璃微珠、坡纤、蒙脱土和纳米粒子等，在添加前要 预先对无机填充物进行表面处理，以改善无机物与MC尼龙基体的相容性和结 合力，工艺较复杂，同时，也可能对环境造成一定程度污染。近年来，用有 机物改性MC尼龙制备高分子合金，由于工艺较为简单，效果优良，成为MC 尼龙改性研究的热点。环氧树脂(EP)由于具有价格较为低廉，耐热性能优良等优点，是一种用 途十分广泛的高分子材料。在以前的工作中，我们通过引入环氧树脂，经水解聚合成功制备了尼龙6/环氧树脂/ 二氧化硅纳米复合材料(ZL200610031604.8),在保持拉伸强度提高幅度较大(28%)的同时，冲击强度提 高了3.5倍；刘俊宁等釆用环氧树脂对MC尼龙进行改性，与纯MC尼龙相比， 冲击强度提高5倍(工程塑料应用，1999, 27: 5-7); Reena Singhal等考察 了双酚A型环氧树脂与MC尼龙复合材料的聚合机理、力学性能及电性能 (Journal of Applied Polymer Science, 2003，89: 3237-3247;Journal of Applied Polymer Science,2004，92: 687-697; Journal of Applied Polymer Science, 2005， 96: 5 37-549;)。前述两种环氧树脂改性MC尼龙方法中，由于 在聚合反应过程中，活性阴离子容易与环氧树脂中活性氢如羟基氢等反应 失活，从而导致凝胶时间延长，聚合速度下降、产物中未聚合己内酰胺单体 含量增加等问题。本专利技术的目的是提供一种环氧树脂/MC尼龙6复合材料制备方法，通过该 方法制备的复合材料在保持MC尼龙6的优良性能的前提下，同时具有比MC 尼龙6更优异的机械性能，尤其是耐冲击性能、耐热性能有大幅度的提高， 同时吸水率下降。本专利技术的目的是通过如下方式实现的 一种环氧树脂/MC尼龙复合材料的 制备方法，以已内酰胺的重量份数为IOO份为基准，其余组分的重量份数如 下环氧树脂 l份-50份 固化剂 0. 005份 20份催化剂 0. 01份~5份活化剂 0. 01份 5份；(a) 在氮气保护下，将环氧树脂加入己内酰胺熔体中，搅拌均匀；(b) 加入固化剂使环氧树脂在80°C ~ 15(TC预固化；(c) 加入催化剂、活化剂引发己内酰胺阴离子开环聚合；得环氧树脂/MC 尼龙复合材料。
技术实现思路
所述的环氧树脂是缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、脂 肪族环氧树脂、环氧化烯烃类环氧树脂或它们的混合物。所述的固化剂是氨类固化剂、酸酐类固化剂、聚氨酯固化剂、酚醛树脂 固化剂、聚酯树脂固化剂或它们的混合物。所述的催化剂是己内酰胺钠、氢氧化钠、甲醇钠、氢化钠、氢氧化钾或 它们的混合物。所述的活化剂是2, 4-甲苯二异氰酸酯、N-己酰基己内酰胺、N-苯甲酰 己内酰胺、三烷基异氰脲酸酯或它们的混合物。本专利技术具有如下的有益效果，1、与现有的环氧树脂改性MC尼龙复合材料相比，本方法具有凝胶时间短，聚合速率快，单体转化率高，吸水率低等优点；2、环氧树脂预固化后残留的环氧基团可与MC尼龙基体分子反应，从 而实现环氧树脂纳米微球在基体材料中的均匀分散，同时在复合材料中形成 以环氧微球为结点的交联结构，增大了 MC尼龙基体的变形阻力，使复合材料 的拉伸、冲击强度大幅提高；3、由于热稳定性良好的环氧树脂的引入，复合 材料的耐热性能大幅提高，与纯MC尼龙相比，热分解10%的温度提高10-35 °C; 4、该方法具有生产成本低，工艺简单方便，适合工业化生产等优点。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术做进 一 步说明实施例1、在反应釜中，加入200 g己内酰胺，氮气保护下，加入10g双 酚A型环氧树脂，搅拌均匀，然后加入lg 4,4' -二氨基二苯砜(DDS)，加 热至13(TC,在此温度下反应30min,再切换至真空系统，在13(TC真空脱水 20 min;然后解除真空，加入O. 287 g甲醇钠，在750 mmHg真空度下反应， 待熔体温度升至14(TC左右，维持15min;解除真空后，迅速加入(活化剂) 2, 4-甲苯二异氰酸酯Q. 924g,迅速混勾后注入预热至165。C的模具中，在 165'C恒温干燥箱中聚合30 min后，停止加热，自然冷却至室温后，脱模， 即得环氧树脂/MC尼龙6复合材料。实施例2、在反应釜中，加入200 g己内酰胺，氮气保护下，加入20 g双酚A型环氧树脂，搅拌均匀，然后加入2. 5g4,4' - 二氨基二苯砜(DDS)，加 热至13(TC，在此温度下反应30min,再切换至真空系统，在13(TC真空脱水 20 min;然后解除真空，加入0. 287 g甲醇钠，在750 mmHg真空度下反应， 待熔体温度升至14(TC左右，维持15min;解除真空后，迅速加入2, 4-甲 苯二异氰酸酯0.924g，迅速混匀后注入预热至165。C的模具中，在165'C恒温 干燥箱中聚合30 min后，停止加热，自然冷却至室温后，脱模，即得环氧树 脂/MC尼龙6复合材料。实施例3、在反应釜中，加入200 g己内酰胺，氮气保护下，加入40g双 酚A型环氧树脂，搅拌混匀，然后加入5g 4,4' - 二氨基二苯砜(DDS)，加 热至13(TC，在此温度下反应30min,再切换至真空系统，在13(TC真空脱水 20 min;然后解除真空，加入O. 287g甲醇钠，在750 mmHg真空度下反应， 待熔体温度升至14(TC左右，维持15 min;解除真空后，迅速加入2， 4-甲 苯二异氰酸酯0. 924g,迅速混匀后注入预热至165。C的模具中，在165。C恒温 干燥箱中聚合30 min后，停止加热，自然冷却至室温后，脱模，即得环氧树 脂/MC尼龙复合材料。对比例l、在反应釜中，加入200 g己内酰胺，氮气保护下，加热至130 。C真空脱水20min;然后解除真空，加入O. 287 g甲醇钠，在750 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种环氧树脂／ＭＣ尼龙复合材料的制备方法，其特征在于：以已内酰胺的重量分数为１００份为基准，其余组分的重量份数如下： 环氧树脂 １份～５０份 固化剂 ０．００５份～２０份 催化剂 ０．０１份～５份 活化剂 ０．０１份～５份； （ａ）在氮气保护下，将环氧树脂加入己内酰胺熔体中，搅拌均匀； （ｂ）加入固化剂使环氧树脂在８０℃～１５０℃预固化； （ｃ）加入催化剂、活化剂引发己内酰胺阴离子开环聚合；得环氧树脂／ＭＣ尼龙复合材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张平，赵才贤，易兰花，陈广兵，姜勇，许福，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。