一种生物基尼龙复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种生物基尼龙复合材料及其制备方法和应用，所述生物基尼龙复合材料由70‑90份长碳链生物基尼龙、10‑30份增韧剂、0.3‑1份抗氧剂和0.3‑1份润滑剂按照重量份制备而成，所述长碳链生物基尼龙为以戊二胺为单体之一缩合而成的长碳链尼龙，其相对粘度为2.4‑3.2，分子量在3‑5万之间。本发明专利技术中的生物基尼龙复合材料吸水率低、尺寸稳定性好，韧性好，可完全取代传统的PA11和PA12，并将其应用于汽车输油管等软管类产品中。

A kind of biokinilon composite material and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种生物基尼龙复合材料及其制备方法和应用
本专利技术属于高分子材料改性领域，具体涉及一种生物基尼龙复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
尼龙(聚酰胺)是当前国内外应用最广泛的一种热塑性工程塑料，它具有耐磨、耐冲击、耐疲劳、耐腐蚀、耐油等优异特性，被广泛应用于汽车零配件、电子电器、机械等行业，六十年来，在工程塑料的激烈竞争中稳步增长，其需求量迄今一直位居五大工程塑料的首位。目前应用在汽车输油管等软管类产品PA11、PA12基本被跨国公司(阿科码)所垄断，现有技术中有通过对传统石油基长碳链尼龙PA610、PA612等进行增韧改性从而取代常用的PA11、PA12用于软管中，但其柔韧性还是稍差于PA11、PA12，并不能完全取代PA11、PA12在输油管上的应用。另外，像这些传统石油基长碳链尼龙材料合成原料单体都是石油裂解得到的产物，不可再生，会一定程度上污染环境。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术有必要提供一种生物基尼龙材料及其制备方法和应用，以生物基尼龙作为基体树脂，得到的尼龙材料吸水率低、尺寸稳定性好，解决了现有技术中石油基尼龙材料不可再生、且增韧改性后效果不佳的技术问题，本专利技术中的生物基尼龙材料可完全取代传统的PA11和PA12，并将其应用于汽车输油管等软管类产品中。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种生物基尼龙复合材料，其由70-90份长碳链生物基尼龙、10-30份增韧剂、0.3-1份抗氧剂和0.3-1份润滑剂按照重量份制备而成，所述长碳链生物基尼龙为以戊二胺为单体之一缩合而成的长碳链尼龙，其相对粘度为2.4-3.2，分子量在3-5万之间。进一步的，所述长碳链生物基尼龙包括PA510、PA512、PA513、PA515、PA516中的其中一种。进一步的，所述增韧剂选自马来酸酐接枝类增韧剂，其接枝率在0.8-1.5％之间，含水量小于0.2％，190℃、2.16kg条件下的熔融指数大于1.5g/10min。优选的，所述马来酸酐接枝类增韧剂包括POE-g-MAH、EPDM-g-MAH、EAA-g-MAH、SEBS-g-MAH中的一种。进一步的，所述抗氧剂选自无机磷酸盐、N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺或复合抗氧剂，其中所述复合抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配物。优选的，所述复合抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按照质量比1:1的复配。进一步的，所述润滑剂选自硬脂酸钙类、乙撑双硬脂酰胺EBS、硅酮粉、硅酮母粒、PE蜡、乙烯丙烯酸共聚物中的至少一种。本专利技术还公开了一种上述生物基尼龙复合材料的制备方法，包括以下步骤：按照配比将70-90份干燥后的长碳链生物基尼龙、10-30份增韧剂，0.3-1份抗氧剂和0.3-1份润滑剂充分混合均匀，得到混合物料；这里只要能实现混合均匀的目的即可，因此，对混合时间等不再进行具体的限定，在本专利技术的一些实施方式中，优选的采用800r/min，温度设置为60℃，搅拌时间为5min。将所述混合物料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出造粒后，干燥过筛制得所述生物基尼龙复合材料。进一步的，所述长碳链生物基尼龙的干燥具体为：与80-100℃真空干燥12h以上，真空度为0.088-0.100Mpa；所述双螺杆挤出机的长径比为30-50，从一区到机头的加工温度在200-260℃，转速为200-400rpm，喂料螺杆的转速为8-15rpm；所述造粒后粒料的干燥具体为于80-100℃真空干燥8h以上，真空度为0.088-0.100Mpa。本专利技术的实施方式中，优选的，将干燥好的超韧长碳链生物基尼龙材料于注塑机上注塑成型，注塑工艺：注塑温度范围：230-260℃，注塑速度：10-15g/s，注塑压力：60-90MPa，冷却时间：10-25s；得到用于相关性能测试的标准样条；于恒温恒湿条件下(23℃，50％湿度)放置24小时以上，然后进行相关性能测试。本专利技术的第三个目的在于提供上述生物基尼龙复合材料在用于制备软管类产品中的应用，其中，所述软管类产品包括汽车输油管。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术采用以戊二胺为主的长碳链生物基尼龙作为基体原料，由于戊二胺是通过植物(玉米秸秆、小麦秸秆等)经微生物发酵而来的，因此摆脱了对石油的依赖，实现了低碳环保，环境友好。本专利技术中的生物基尼龙复合材料制备工艺简单，适合工业化生产，其吸水率小，尺寸稳定性好，韧性佳，可完全取代PA11、PA12应用于软管领域。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将结合具体的实施例对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。实施例1本实施例中的生物基尼龙复合材料由90份PA513(分子量为3万，粘度为2.4)，10份增韧剂POE-g-MAH(接枝率0.8％，熔融指数2.1g/10min，含水量0.17％)，0.3份润滑剂(硬脂酸钙:PE蜡复配质量比为＝1:1)，1份抗氧剂(抗氧剂1098：抗氧剂168复配，质量比为＝1：1)按照重量份制备，其加工总重量为3kg。具体步骤如下：将PA513于80℃、真空度为0.088MPa的真空干燥箱中干燥12小时以充分除去其中水分；按照配比将PA513、增韧剂、抗氧剂和润滑剂组分充分混合均匀后加入双螺杆挤出机中；经双螺杆挤出机熔融挤出造粒，其中，挤出机螺杆长径比为30，挤出温度从1区到机头分别为200℃、220℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃，转速为200r/min，喂料螺杆转速：8r/min，制得生物基尼龙复合材料粒料；将生物基尼龙复合材料粒料于80℃，真空度为0.088MPa烘箱中干燥24小时后，得到生物基尼龙复合材料。将制得的生物基尼龙复合材料于注塑机上注塑成型，其中，注塑温度区间为230℃、235℃、240℃，注射速度为10g/s，注塑压力为60MPa，冷却时间为10s，得到用于相关性能测试的样条，详细性能见表1。实施例2本实施例中的生物基尼龙复合材料由70份PA513(分子量为5万，粘度为3.2)，30份增韧剂EPDM-g-MAH(接枝率1.5％，熔融指数1.8g/10min，含水量0.15％)，1份润滑剂乙撑双硬脂酰胺EBS，0.3份抗氧剂H10按照重量份制备，其加工总重量为3kg。具体步骤如下：将PA513于100℃、真空度为0.10MPa的真空干燥箱中干燥12小时以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物基尼龙复合材料，其特征在于，其由70-90份长碳链生物基尼龙、10-30份增韧剂、0.3-1份抗氧剂和0.3-1份润滑剂按照重量份制备而成，所述长碳链生物基尼龙为以戊二胺为单体之一缩合而成的长碳链尼龙，其相对粘度为2.4-3.2，分子量在3-5万之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种生物基尼龙复合材料，其特征在于，其由70-90份长碳链生物基尼龙、10-30份增韧剂、0.3-1份抗氧剂和0.3-1份润滑剂按照重量份制备而成，所述长碳链生物基尼龙为以戊二胺为单体之一缩合而成的长碳链尼龙，其相对粘度为2.4-3.2，分子量在3-5万之间。


2.如权利要求1所述的生物基尼龙复合材料，其特征在于，所述长碳链生物基尼龙包括PA510、PA512、PA513、PA515、PA516中的其中一种。


3.如权利要求1所述的生物基尼龙复合材料，其特征在于，所述增韧剂选自马来酸酐接枝类增韧剂，其接枝率在0.8-1.5%之间，含水量小于0.2%，190℃、2.16kg条件下的熔融指数大于1.5g/10min。


4.如权利要求3所述的生物基尼龙复合材料，其特征在于，所述马来酸酐接枝类增韧剂包括POE-g-MAH、EPDM-g-MAH、EAA-g-MAH、SEBS-g-MAH中的一种。


5.如权利要求1所述的生物基尼龙复合材料，其特征在于，所述抗氧剂选自无机磷酸盐、N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺或复合抗氧剂，其中所述复合抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配物。


6.如权利要求5所述的生物基尼龙复合材料，其特征在于，所述复合抗氧剂为N,N'-双...

【专利技术属性】
技术研发人员：任大伟，官冰，宋剑峰，陈鹏，李荣群，
申请(专利权)人：会通新材料上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31