一种尼龙12弹性体材料、制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一种尼龙12弹性体材料及其制备方法，本发明专利技术的尼龙12弹性体材料包括以下组分：尼龙12弹性体树脂100质量份，增韧树脂3

【技术实现步骤摘要】
一种尼龙12弹性体材料、制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于高分子改性加工领域，具体涉及一种尼龙12弹性体材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]PA12作为一种长碳链尼龙材料，分子链中亚甲基链较长、酰胺键的密度低，因此PA12除了具有传统尼龙的高强度外、还具有吸水率低、尺寸稳定性好、耐高低温、耐腐蚀、耐摩擦、耐白蚁等优势，可作为铜、钢、橡胶的替代品，制造抗震耐磨的汽车燃油管、离合器软管、油气输送管道等制品。特别是PA12的耐爆破压性能明显高于PE，可以取代金属应用于高压燃气管道输送领域，2009年北美首次利用赢创的PA12取代金属管道，耐压达到了1.75MPa，同时钢管和铸铁管在使用的过程中，普遍会发生腐蚀和接头泄露的问题，尼龙12燃气管道的特点圆满解决了传统管道的腐蚀和接头泄露两大难题，可以明显提高管道在使用过程中的安全性问题。
[0003]不论是油气输送管道还是汽车燃油管不仅需要PA12材料具有良好的机械强度和耐爆破压性能，同时还需要PA12具备优异的耐低温和冲击韧性，因此需要对PA12纯树脂进行增韧改性，传统的PA12增韧改性的方法是利用POE、SEBS、EPDM等弹性体接枝材料进行共混改性，但是由于弹性体材料本身的强度、模量和热变形温度较低，韧性提高的同时会大幅度降低PA12的刚性、强度、耐热性能和耐爆破压力性能。
[0004]专利CN108587142A利用端基改性的超支化聚酯和马来酸酐接枝POE进行尼龙的增韧，相比于只使用POE接枝马来酸酐，在提升了尼龙的冲击性能的同时，拉伸强度和弯曲强度的保持率较高，在一定程度上提高了弹性体的增韧效率。但是POE的加入仍会较大程度的降低尼龙的物理性能和刚性，特别是对尼龙管材的耐爆破压性能也会有比较明显的影响。专利CN102115591B利用POE、PP、EAA三种材料的共混物经过极性单体接枝制备增韧剂来增韧尼龙，在提高尼龙的冲击韧性的同时对尼龙的强度影响较小，但是接枝PP和EAA的增韧效果比接枝POE的增韧效果要差，同时利用三种组分共混的方式改善尼龙的韧性容易造成组分在尼龙基体种分布不均，影响尼龙的性能稳定性，同时还会对尼龙的耐爆破压性能造成明显的影响。因此在大幅提升PA12韧性的同时，保持的PA12的刚性、强度和耐爆破压性能对于拓展PA12在管道领域的应用具有非常重要的意义。本专利通过定制化的PA12树脂、增韧树脂、烷基苯磺酸和超支化树脂的混合物制备了一种PA12的弹性体材料，在提高的PA12的冲击强度的同时，极大的保留了PA12的拉伸强度、弯曲强度等物理性能，同时对PA12的爆破压性能影响很小，可广泛的应用于对韧性、物理性能、耐爆破压性能要求都比较高的油气管道输送和汽车燃油管领域。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种具有良好的冲击性，同时还具有非常优异的拉伸、弯曲强度、刚性和耐爆破压性能的尼龙12弹性体材料及其制备方法。
[0006]为了实现以上专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种尼龙12弹性体材料，包含如下重量份原料组分：尼龙12树脂：100质量份；增韧剂：3
‑
20质量份，优选5
‑
15质量份；烷基苯磺酸与超支化树脂的混合物：0.5
‑
5质量份，优选0.8
‑
3质量份，以上树脂均以PA12树脂为100质量份计。
[0008]所述的PA12树脂为235℃/2.16kg的条件下熔指为0.5
‑
10、端胺基含量为40
‑
120mmol/kg的PA12树脂，优选235℃/2.16kg的条件下熔指为1
‑
8、端胺基含量为50
‑
100mmol/kg的PA12树脂，最优选235℃/2.16kg的条件下熔指为2
‑
6、端胺基含量为60
‑
80mmol/kg的PA12树脂，
[0009]本专利技术PA12的端氨基可以和增韧剂中的马来酸酐进行反应，通过反应增容的方式将增韧剂接枝到PA12的分子主链上，在提高增韧剂的增韧效率的同时，对强度、刚性、耐爆破压性能的影响也很小。
[0010]所述的增韧剂为马来酸酐接枝苯乙烯嵌段共聚物、马来酸酐接枝乙烯
‑
辛烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶中的一种或多种组合，优选马来酸酐接枝苯乙烯嵌段共聚物和/或马来酸酐接枝乙烯
‑
辛烯共聚物，最优选马来酸酐接枝乙烯
‑
辛烯共聚物，增韧剂通过和PA12树脂的反应和混合分散，形成了以PA12为基体、增韧剂为分散体的“海
‑
岛相结构”，明显的提高了PA12的韧性。
[0011]所述的烷基苯磺酸为结构式为的化合物，其中R为碳链长度为10
‑
20的取代烷烃，优选R的碳链长度10
‑
15的取代烷烃，更优选R的碳链长度为12的取代烷烃的烷基苯磺酸。
[0012]所述超支化树脂选自超支化聚酰胺、超支化聚酰胺
‑
胺、超支化聚氨酯、功能化超支化聚乙二醇、超支化聚磷酸酯、超支化环氧树脂、超支化聚丙烯酸酯中的一种或多种，优选超支化聚酰胺、超支化聚酰胺
‑
胺、超支化聚氨酯和超支化聚磷酸酯中的一种或多种，更优选超支化聚酰胺和/或超支化聚酰胺
‑
胺；具体地，可选自武汉超支化树脂科技有限公司的Hyper HPN202、HyPer UV208、HyperHPP、Hyper E102；威海晨源分子新材料有限公司的CDY
‑
170A；Polymer factory公司的PFD
‑
G4
‑
mPEG2k
‑
NHBOC、Hybrane D2800；Perstorp公司的Boltom H30。
[0013]所述的烷基苯磺酸与超支化树脂的混合物，其中烷基苯磺酸和超支化树脂的质量比为1:5
‑
1:20,优选烷基苯磺酸和超支化树脂的质量比为1:5
‑
1:15,更优选烷基苯磺酸和超支化树脂的质量比为1:5
‑
1:10。通过添加烷基苯磺酸和超支化树脂的复配助剂，我们惊奇的发现复配助剂可以极大的提升反应性增韧剂的增韧效率，同时可以明显降低增韧剂对PA12的物理强度、刚性和耐爆破压的影响，我们分析复配助剂可能起到反应促进剂和分散剂的双重作用。
[0014]所述材料还可添加各类加工助剂，所述加工助剂选自扩链剂、抗氧剂、紫外光吸收剂、润滑剂、光稳定剂、染色剂中的一种或多种；优选地，助剂添加量为0.1
‑
3份，以尼龙12树脂为100质量份计，通过添加上述的添加剂可以改善PA12树脂在老化、耐UV、脱模等方面的性能，同时通过染色可以制备不同的颜色需求的材料，通过添加填料可以降低材料的成本。
[0015]本专利技术的另一目的在于提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种尼龙12弹性体材料，包含如下重量份原料组分：PA12树脂：100质量份；增韧剂：3
‑
20质量份，优选5
‑
15质量份；烷基苯磺酸与超支化树脂的混合物：0.5
‑
5质量份，优选0.8
‑
3质量份，以上树脂均以PA12树脂为100质量份计。2.如权利要求1所述的尼龙12弹性体材料，其特征在于，所述的PA12树脂为235℃/2.16kg的条件下熔指为0.5
‑
10、端胺基含量为40
‑
120mmol/kg的PA12树脂，优选235℃/2.16kg的条件下熔指为1
‑
8、端胺基含量为50
‑
100mmol/kg的PA12树脂，最优选235℃/2.16kg的条件下熔指为2
‑
6、端胺基含量为60
‑
80mmol/kg的PA12树脂。3.如权利要求1或2所述的尼龙12弹性体材料，其特征在于，所述的增韧剂为马来酸酐接枝苯乙烯嵌段共聚物、马来酸酐接枝乙烯
‑
辛烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶中的一种或多种组合，优选马来酸酐接枝苯乙烯嵌段共聚物和/或马来酸酐接枝乙烯
‑
辛烯共聚物，最优选马来酸酐接枝乙烯
‑
辛烯共聚物。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的尼龙12弹性体材料，其特征在于，所述的烷基苯磺酸为结构式为的化合物，其中R为碳链长度为10
‑
20的取代烷烃，优选R的碳链长度10
‑
15的取代烷烃，更优选R的碳链长度为12的取代烷烃的烷基苯磺酸。5.如权利要求1
‑
4任一项所述的尼龙12弹性体材料，其特征在于，所述超支化树脂选自超支化聚酰胺、超支化聚酰胺
‑
胺、超支化聚氨酯、功能化超支化聚乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭超，曲振，张天赐，牟通，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：