一种聚酰胺组合物及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种聚酰胺组合物及其制备方法。其中该聚酰胺组合物包括如下重量份的组分：聚酰胺56：100份，长碳链聚酰胺：10～30份，助剂：5～50份；其中，长碳链聚酰胺为主链上相邻酰胺基团之间的亚甲基数目大于或等于10的聚酰胺；助剂至少包括矿物填充剂。本发明专利技术提供的聚酰胺组合物，通过各组分之间的合理配置，使该聚酰胺组合物具有吸水率低，尺寸稳定性高，拉伸强度高，冲击强度高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种聚酰胺组合物及其制备方法
本专利技术涉及一种聚酰胺组合物及其制备方法，尤其涉及一种具有低吸水率和高尺寸稳定性的聚酰胺组合物及其制备工艺，属于高分子材料
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技术介绍
聚酰胺(Polyamide，PA)是大分子主链重复单元中含有酰胺基团的高聚物的总称，俗称尼龙(Nylon)。由于聚酰胺具有优异的综合性能，因此其用量位居全球五大工程塑料之首，同时也是仅次于聚酯纤维(涤纶)的世界第二大纤维材料。聚酰胺56(全称为聚己二酰戊二胺，简称为PA56)具有优良的刚性和韧性，以及较好的耐磨性、耐蠕变性和耐油性。但是由于高密度亲水酰胺基团(-NHCO-)的存在，使PA56有很强的吸水率。在23℃，相对湿度为50％的条件下，PA56的平衡吸水率约为2.5％；当相对湿度为100％时，PA56的平衡吸水率高达14％。PA56吸水后，其机械性能、电气性能等性能均有明显降低，影响了制品的使用安全性和使用寿命。另一方面，作为半结晶性材料，PA56同样存在收缩率大的缺点，纯树脂的收缩率为1.0～1.5％，难以加工成对于尺寸稳定性具有较高要求的制品。为了克服上述缺点，目前多通过玻璃纤维增强或矿物填充的方式以降低PA56的吸水率并提高尺寸稳定性，但是改善程度并不明显。
技术实现思路
针对现有技术中的上述缺陷，本专利技术提供一种聚酰胺组合物，具有吸水率低，尺寸稳定性高的特点，并具有良好的机械性能。本专利技术还提供一种聚酰胺组合物的制备方法，能够获得上述吸水率低，尺寸稳定性高、机械性能良好的聚酰胺组合物。为实现上述目的，本专利技术提供一种聚酰胺组合物，包括如下重量份的组分：聚酰胺56：100份，长碳链聚酰胺：10～30份，助剂：5～50份；其中，长碳链聚酰胺为主链上相邻酰胺基团之间的亚甲基数目大于或等于10的聚酰胺；助剂至少包括矿物填充剂。本专利技术提供的技术方案，通过使用长碳链聚酰胺和矿物填充剂，并通过合理设置PA56、长碳链聚酰胺以及矿物填充剂这三种组分之间的比例，使所得到的聚酰胺组合物与PA56相比，吸水率大大降低、尺寸稳定性大大提高，并且聚酰胺组合物的冲击强度和拉伸强度等机械性能优于PA56。作为聚酰胺组合物的基础组分，本专利技术对于PA56的来源不做特别限定，可商购，亦可采用本领域常规技术自行合成。具体的，现阶段的PA56商品多为生物基PA56，一般是由生物基戊二胺和石油基己二酸聚合而成。其中该戊二胺(1,5-戊二胺)优选通过生物发酵法制成，比如由赖氨酸在脱羧酶的作用下发生脱羧反应而生成，并且其中包含少量符合ASTMD6866标准的可再生来源的有机碳，由于不依赖于石油资源且不会对环境造成严重的污染，从而能够降低碳的排放量，减少温室效应的产生。选择具有适当粘度的PA56，有利于提高聚酰胺组合物的机械性能和加工性能。一般而言，当PA56的粘度低于2.0，材料的机械性能相对较差，而当PA56的粘度高于4.0，则难以加工成型，因此，选择粘度为2.0～4.0的PA56。在本专利技术具体实施过程中，所使用的PA56的粘度为2.4～3.0，更进一步优选为2.6～2.8，以在保证机械性能的同时提高加工性能，并确保聚酰胺组合物具有较低的吸水率和较高的尺寸稳定性。如无特别说明，本专利技术中PA56的粘度，指的是参照GB12006.1-2009《塑料聚酰胺第1部分：黏数》所测得的粘度。在本专利技术一些示例中，所使用的PA56的含水率为600～5000ppm，优选为1500～2500ppm。在本专利技术具体实施过程中，使用含水率为2000ppm的PA56。在本专利技术一些示例中，所使用的PA56的熔点为250～255℃，比如熔点为252.6℃、253.0℃等。在本专利技术一些示例中，所使用的PA56的数均分子量为20～45kg/mol，分子量分布指数(Mw/Mn)为1.0～3.0，比如2.0～3.0。本专利技术中，长碳链聚酰胺为主链上相邻酰胺基团之间的亚甲基数目大于或等于10的聚酰胺，一般可通过1,5-戊二胺与C10以上的长碳链二元酸缩聚得到的。其中该1,5-戊二胺优选通过生物发酵法制成，比如由赖氨酸在脱羧酶的作用下发生脱羧反应而生成；长碳链二元酸也可通过生物发酵制得，比如用热带假丝酵母菌(Candida.Tropicalis)以C8～C18的烷烃、脂肪酸或其衍生物(如脂肪酸酯)为底物，生物转化得到相应的长链二元酸。优选的，在长碳链聚酰胺的主链上，相邻酰胺基团之间的亚甲基数目为10～18中的偶数，比如长碳链聚酰胺选自PA510、PA512、PA514、PA516和PA518中的一种或多种，优选PA510或PA512。本专利技术中，所用的矿物填充剂具体可以选自滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、云母粉、高岭土等中的至少一种，尤其可以选择粒径在500～3000目(约相当于5～25μm)范围内的矿物填充剂。在本专利技术具体实施过程中，所使用的云母粉的粒径为800～3000目(约相当于5～19μm)。在本专利技术具体实施过程中，矿物填充剂选用云母粉，云母粉的化学成分为：SiO2：43.13～49.04％、Al2O3：27.93～37.44％、K2O+Na2O：9～11％、H2O：4.13～6.12％。在本专利技术优选的实施方案中，通常选择径厚比＞120％的云母粉。合理控制矿物填充剂的用量，有助于进一步改善聚酰胺组合物的吸水率和尺寸稳定性，在本专利技术优选的实施方式中，以聚酰胺56为100重量份计，矿物填充剂为5～30重量份。进一步的，合理控制矿物填充剂与长碳链聚酰胺的用量，有助于进一步改善聚酰胺组合物的性能。在本专利技术具体实施过程中，矿物填充剂的用量一般小于或等于长碳链聚酰胺的用量。专利技术人研究发现，随着长碳链聚酰胺和/或矿物填充剂的用量增加，聚酰胺组合物在相对湿度为50％(50％RH)和相对湿度为100％(100％RH)条件下的平衡吸水率均呈下降趋势，流动方向和垂直流动方向上的收缩率也均呈下降趋势，因此，在本专利技术优选的实施方式中，以聚酰胺56为100重量份计，通常可控制长碳链聚酰胺与矿物填充剂的用量之和不低于50重量份，比如50～60重量份。进一步的，除了矿物填充剂外，聚酰胺组合物中的助剂还可以包括增韧剂、抗氧剂、热稳定剂、紫外线稳定剂、润滑剂等中的至少一种。以聚酰胺56为100重量份计，上述除矿物填充剂以外的其它助剂的用量之和一般为0.1～30重量份，具体可根据实际对于聚酰胺组合物的使用需求选择加入适宜种类的其它助剂，以改善聚酰胺组合物的相关性能。其它助剂的加入量可以为常规加入量，以不影响聚酰胺组合物的吸水率和尺寸稳定性为宜。本专利技术对于上述润滑剂不做特别限定，可以是内润滑剂或者外润滑剂，也可以是内润滑剂和外润滑剂的混合物。进一步的，润滑剂具体可以包括蒙旦蜡(Wax-E)，介酸酰胺蜡(Wax-C)、乙烯基双硬脂酰胺(EBS)、硬脂酸盐中的任意一种或几种的组合。其中硬脂酸盐包括硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸钠、硬脂酸钡等中的至少一种。在本专利技术具体实施过程中，润滑剂一般选择介酸酰胺蜡和蒙旦蜡。...

【技术保护点】
1.一种聚酰胺组合物，其特征在于，包括如下重量份的组分：/n聚酰胺56：100份，长碳链聚酰胺：10～30份，助剂：5～50份；/n其中，所述长碳链聚酰胺为主链上相邻酰胺基团之间的亚甲基数目大于或等于10的聚酰胺；所述助剂至少包括矿物填充剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚酰胺组合物，其特征在于，包括如下重量份的组分：
聚酰胺56：100份，长碳链聚酰胺：10～30份，助剂：5～50份；
其中，所述长碳链聚酰胺为主链上相邻酰胺基团之间的亚甲基数目大于或等于10的聚酰胺；所述助剂至少包括矿物填充剂。


2.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其特征在于，所述聚酰胺56的粘度为2.0～4.0，优选为2.4～3.0，更优选为2.6～2.8；和/或，
所述聚酰胺56的含水率为600～5000ppm，优选为1500～2500ppm；和/或，
所述聚酰胺56的熔点为250～255℃；和/或，
所述聚酰胺56的数均分子量为20～45kg/mol，分子量分布指数为1.0～3.0。


3.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其特征在于，在所述长碳链聚酰胺的主链上，相邻酰胺基团之间的亚甲基数目为10～18中的偶数。


4.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其特征在于，所述矿物填充剂选自滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、云母粉和高岭土中的至少一种；
以所述聚酰胺56为100份计，所述矿物填充剂为5～30份。


5.根据权利要求1或4所述的聚酰胺组合物，其特征在于，所述助剂还包括增韧剂、抗氧剂、热稳定剂、紫外线稳定剂和润滑剂中的至少一种。


6.根据权利要求5所述的聚酰胺组合物，其特征在于，以所述聚酰胺56为10...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉增，高伯爵，陈万钟，刘修才，
申请(专利权)人：上海凯赛生物技术股份有限公司，CIBT美国公司，
类型：发明
国别省市：上海;31