一次造粒法制备尼龙增韧增塑母粒的工艺制造技术

本发明专利技术涉及母粒制备技术领域，尤其涉及一种一次造粒法制备尼龙增韧增塑母粒的工艺，包括以下步骤：(1)按照配比分别称取原料备用；(2)先将聚烯烃弹性体、稀释剂、引发剂、接枝单体和粘附剂混合均匀加入到挤出机中，然后将尼龙、抗氧剂和增塑剂加入到挤出机的第九区中，挤出机各段温度设定为80～235℃；熔融塑化，反应，共混挤出，造粒，冷却、干燥，即得尼龙增韧增塑母粒。本发明专利技术采用一次造粒法制备工艺，节能降耗，降低加工成本，同时减少高聚物的降解；采用该工艺制备的尼龙增韧增塑母粒可直接用于尼龙注塑产品的增韧，并通过增塑作用弱化尼龙树脂的氢键作用，实现增韧剂在尼龙注塑产品中的均匀分散。

Preparation of nylon toughened plasticized masterbatch by single granulation process

The invention relates to the technical field of masterbatch preparation, in particular to a process for preparing nylon toughening and plasticizing masterbatch by one-step granulation, comprising the following steps: (1) weighing the raw materials for reserve according to the proportion; (2) mixing polyolefin elastomer, diluent, initiator, graft monomer and adhesive evenly into the extruder, naturally. After adding nylon, antioxidant and plasticizer into the ninth zone of the extruder, the temperature of each section of the extruder is set to 80-235. The nylon toughening and plasticizing masterbatch is obtained by melting, plasticizing, reacting, blending, extruding, granulating, cooling and drying. The invention adopts a one-step granulation process, which saves energy and reduces consumption, reduces processing cost, and reduces polymer degradation; the nylon toughening and plasticizing masterbatch prepared by the process can be directly used for toughening nylon injection molding products, and the hydrogen bonding of nylon resin can be weakened by plasticizing, thus realizing the toughening agent in nylon injection molding production. Uniform dispersion in products.

【技术实现步骤摘要】
一次造粒法制备尼龙增韧增塑母粒的工艺
本专利技术涉及母粒制备
，尤其涉及一种一次造粒法制备尼龙增韧增塑母粒的工艺。
技术介绍
尼龙，作为工程塑料中最大最重要的品种，具有耐热、耐油、耐弱酸、耐碱和一般溶剂，无毒，无臭，电绝缘性好，耐候性好等突出的优点，其产量大、用途广，具有优异的机械强度。但是尼龙存在缺口冲击性能一般的缺点，造成自身韧性不足，从而极大地限制了其应用范围。尼龙制品多采用注塑工艺制造成型，当尼龙制品有韧性性能指标要求时，通常通过以下两种方式实现：(1)先对聚烯烃弹性体进行接枝改性制得增韧剂产品，然后再将增韧剂产品按适当的比例加入到尼龙中一起注塑成型；(2)先对聚烯烃弹性体进行接枝改性通过挤出造粒制得增韧剂产品，然后将增韧剂产品以较高比例加入到尼龙中通过挤出造粒做成尼龙增韧母粒，最后将尼龙增韧母粒按比例添加到尼龙中注塑成型。关于方式(1)，由于注塑机螺杆短混合效果不佳，增韧剂分散不好，造成最终增韧效果不理想。同时尼龙注塑时需要90～110℃热风循环干燥，而聚烯烃增韧剂往往熔点较低，在加工过程中容易熔化，造成尼龙颗粒结块，影响注塑下料；关于方式(2)，虽然能够有效解决方式(1)中存在的缺陷，但是该增韧尼龙母粒的制备过程需要经过两次挤出造粒工艺：先通过挤出造粒制得增韧剂，再将增韧剂与尼龙共混通过挤出造粒制得尼龙增韧母粒，该工艺中反复的加热、熔融、共混，能耗较高，加工成本高，同时高聚物经过的加工次数越多，降解也越严重，影响最终注塑制品的外观和性能，此外，当尼龙增韧母粒添加量高时，同样也会存在增韧剂分散不均匀的问题。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有尼龙制品增韧工艺中存在着增韧剂分散不均匀、高聚物降解严重的问题，提供了一种能耗低、减少高聚物降解的一次造粒法制备尼龙增韧增塑母粒的工艺，采用该工艺制备的尼龙增韧增塑母粒可直接用于尼龙注塑产品的增韧，并通过增塑作用弱化尼龙树脂的氢键作用，实现增韧剂在尼龙注塑产品中的均匀分散。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一次造粒法制备尼龙增韧增塑母粒的工艺，包括以下步骤：(1)按照配比分别称取聚烯烃弹性体、稀释剂、引发剂、接枝单体、粘附剂、尼龙、抗氧剂和增塑剂备用；(2)先将聚烯烃弹性体、稀释剂、引发剂、接枝单体和粘附剂混合均匀加入到挤出机中，然后将尼龙、抗氧剂和增塑剂加入到挤出机的第九区中，挤出机各段温度设定为80～235℃：挤出机1～14区的温度分别设置为80℃、150℃、180℃、195℃、195℃、195℃、195℃、205℃、225℃、235℃、235℃、235℃、235℃、235℃，机头温度设置为230℃；第1～8区采用较低的温度适合聚烯烃弹性的加工，另外此温度是引发剂分解成自由基的合适温度，可以保证有一定的反应时间，利于接枝反应的进行；第9区后温度提高，为了使PA能够在此温度下熔化，保证后续接枝好的弹性体与PA的混合，另外还有利于低分子挥发物的排除；(3)熔融塑化，反应，共混挤出，造粒，冷却、干燥，即得尼龙增韧增塑母粒。本专利技术的制备工艺先将反应物和粘附剂混合均匀，加入挤出机中，再逐步加入尼龙与抗氧剂混合物以及增塑剂，这样的加入顺序可以保证在初始阶段熔融接枝反应的效率，使反应更加快速充分，又确保了后段混合的均匀性，抑制聚合物的降解，采用一次造粒法制备，减少了加工次数，节省了反复加热熔融、共混所需要的能源，降低加工成本。本专利技术中聚烯烃弹性体的接枝反应以及接枝共聚物和尼龙的共混增塑实现同步完成，具体反应机理如下：熔融接枝反应阶段，通过温度和较强的螺杆组合的使各组分间发生化学反应，简单的说就是自由基引发接枝反应，因此此段螺杆剪切较强，促使反应更加高效快速，当物料进入第九区时化学反应基本已经完成，此时分别加入抗氧剂混合物以及增塑剂，目的仅仅是混合，通常会调整螺杆组合使剪切力变弱，确保聚合物在此阶段不发生降解。这种加料方式和顺序与螺杆组合的配合可以达到聚烯烃弹性体的接枝反应以及接枝共聚物和尼龙的共混增塑实现同步完成的效果，如果在反应初期一次性加入尼龙和增塑剂，由于尼龙的熔点高，引发剂在高温下瞬间分解，没有足够的时间进行接枝反应，导致接枝效果差，接枝率低，不能很好的起到相容增韧效果，而且在引发剂的作用下，尼龙也会与单体发生接枝反应，消耗引发剂和单体，反倒使增韧、增塑效果变差。作为优选，步骤(2)中，粘附剂分两次加入：先将聚烯烃弹性体、稀释剂、引发剂、接枝单体和一部分粘附剂混合均匀加入到挤出机的料斗中，然后将尼龙、抗氧剂、增塑剂和剩余的粘附剂加入到挤出机的第九区中。粘附剂的主要作用是将少量的接枝单体、加工助剂均匀的分散粘附在高聚物表面，从而达到加工过程中的良好分散，分批加入粘附剂的更是强化了粘附剂增强分散的效果。作为优选，步骤(2)中，粘附剂分两次加入：先将聚烯烃弹性体、稀释剂、引发剂、接枝单体和一部分粘附剂于低速搅拌机中搅拌15min混合均匀加入到挤出机的料斗中，然后将尼龙、抗氧剂、增塑剂和剩余的粘附剂于低速搅拌机中搅拌10min后加入到挤出机的第九区中，所述低速搅拌机的搅拌速率为100～200rpm/min。控制搅拌速率及混合时间能够增强混合搅拌的效果：加入粘附剂可以使各组分间粘附力增强，配合一定时间的低速搅拌，可以使混合物各组分分散更加均匀，实现增韧剂在尼龙注塑产品中的均匀分散。作为优选，所述挤出机为双螺杆挤出机。作为优选，步骤(1)中，以重量份计，所述配比为聚烯烃弹性体50～80份，稀释剂0.1～2份，引发剂0.01～0.5份，接枝单体0.1～5份，粘附剂0.3～0.8份，尼龙20～50份，抗氧剂0.1～0.5份和增塑剂1～10份。尼龙是一种半结晶性高聚物，其分子链中重复出现的酰胺基团是一个带极性的基团，基团上的氢能与另一个酰胺基团的链段上的羰基结合成牢固的氢键，因此尼龙具有较高的刚性，但通常过高的刚性也会妨碍其加工和应用。增韧改性就是为了降低尼龙的刚性提高其柔顺性，接枝聚烯烃弹性体具有较好的柔韧性，通过物理混合和化学反应，以微纳米级别的柔性链段分散在尼龙中，增强尼龙的柔顺性，提高缺口冲击强度。而增塑剂的加入是为了提高加工性，通过降低分子间作用力、增加流动性来达到：增塑剂可以插入到尼龙分子链之间，降低了分子链间的相互作用力，分子链的移动性增加。同时加入增韧剂(接枝聚烯烃弹性体)和增塑剂可以达到协同增强尼龙柔顺性的目的，既保持了一定的刚性，还具有橡胶的柔顺性，也具备良好的加工性。作为优选，所述聚烯烃弹性体选自乙烯-α-辛烯共聚物，乙烯-丁烯共聚物，乙烯-丙烯-二丁稀聚合物，乙烯-丙烯共聚物，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，乙烯-丙烯酸酯共聚物，乙烯-丙烯酸共聚物，聚乙烯和聚丙烯中的一种或多种。作为优选，所述尼龙选自PA6，PA66，PA1010，PA610和PA612中的一种或多种，优选PA6和PA66，原料来源广，价格相对比较低，市场容量大。作为优选，所述接枝单体选自顺丁烯二酸酐，甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸，丙烯酸，丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种。作为优选，所述引发剂选自2,5-二甲基-2,5双(叔丁基过氧)化己烷、1,1-(双过氧化叔丁基)3,3,5-三甲基环己烷、过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、双(2-叔丁基过氧化异丙基)苯、过氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一次造粒法制备尼龙增韧增塑母粒的工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)按照配比分别称取聚烯烃弹性体、稀释剂、引发剂、接枝单体、粘附剂、尼龙、抗氧剂和增塑剂备用；(2)先将聚烯烃弹性体、稀释剂、引发剂、接枝单体和粘附剂混合均匀加入到挤出机中，然后将尼龙、抗氧剂和增塑剂加入到挤出机的第九区中，挤出机各段温度设定为80～235℃；(3)熔融塑化，反应，共混挤出，造粒，冷却、干燥，即得尼龙增韧增塑母粒。

【技术特征摘要】
1.一次造粒法制备尼龙增韧增塑母粒的工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)按照配比分别称取聚烯烃弹性体、稀释剂、引发剂、接枝单体、粘附剂、尼龙、抗氧剂和增塑剂备用；(2)先将聚烯烃弹性体、稀释剂、引发剂、接枝单体和粘附剂混合均匀加入到挤出机中，然后将尼龙、抗氧剂和增塑剂加入到挤出机的第九区中，挤出机各段温度设定为80～235℃；(3)熔融塑化，反应，共混挤出，造粒，冷却、干燥，即得尼龙增韧增塑母粒。2.根据权利要求1所述的一次造粒法制备尼龙增韧增塑母粒的工艺，其特征在于，步骤(2)中，粘附剂分两次加入：先将聚烯烃弹性体、稀释剂、引发剂、接枝单体和一部分粘附剂混合均匀加入到挤出机中，然后将尼龙、抗氧剂、增塑剂和剩余的粘附剂加入到挤出机的第九区中。3.根据权利要求1或2所述的一次造粒法制备尼龙增韧增塑母粒的工艺，其特征在于，所述挤出机为双螺杆挤出机。4.根据权利要求1或2所述的一次造粒法制备尼龙增韧增塑母粒的工艺，其特征在于，步骤(1)中，以重量份计，所述配比为聚烯烃弹性体50～80份，稀释剂0.1～2份，引发剂0.01～0.5份，接枝单体0.1～5份，粘附剂0.3～0.8份，尼龙20～50份，抗氧剂0.1～0.5份和增塑剂1～10份。5.根据权利要求1或2所述的一次造粒法制备尼龙增韧增塑母粒的工艺，其特征在于，所述尼龙选自PA6，PA66，PA1010，PA610和PA612中的一种或多种。6.根据权利要求1或2所述的一次造粒法制备尼龙增韧增塑母粒的工艺，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵平，陈波，程斌君，张祥洲，高培，贾静璇，李威威，张发饶，
申请(专利权)人：宁波能之光新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33