一种聚苯醚/尼龙6合金的增容改性方法技术

本发明专利技术公开了一种聚苯醚／尼龙６合金的增容改性方法。尼龙６与苯乙烯－马来酸酐共聚物真空干燥后，将３０～５０份苯乙烯－马来酸酐共聚物和７０～５０份尼龙６加入到双螺杆挤出机中进行挤出造粒，制备一种尼龙６／苯乙烯－马来酸酐共聚物的共混物。将５０～８０份真空干燥后的尼龙６、５０～２０份聚苯醚以及２～２０份尼龙６／苯乙烯－马来酸酐共聚物进行挤出造粒，制备得到一种聚苯醚／尼龙６合金增容改性材料，该改性材料拉伸强度达到７６兆帕，缺口冲击强度达到３３．５焦耳／米，相比聚苯醚和尼龙６简单共混材料分别提高５０％和４０％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高分子合金的改性方法，特别是一种聚苯醚/尼龙6合金的 增容改性方法。
技术介绍
自从1957年18.11野首次使用氧化偶联法制得高产率、高分子量的聚(2,6-二甲基-1,4苯醚)(简称"聚苯醚")以来，聚苯醚工业得到了迅速发展。GE公 司1966年成功研发出第一代聚苯醚改性产品(商品名为Noryl)后更大大加快 了聚苯醚的应用与研究。至今，聚苯醚及改性聚苯醚已成为仅次于聚酰胺、聚碳 酸酯、聚甲醛的第四大热塑性工程塑料。未经改性的聚苯醚具有良好的机械性能 和电绝缘性能；极佳的耐热性(& = 210 'C，可长期使用最高温度为120 °C)和 耐低温性；优良的尺寸稳定性和较好的化学稳定性；高刚性和低蠕变性；良好的 阻燃性和高热变形温度(l卯°C);低吸水率和低线膨胀系数(5.2X1(T5K")，接 近于某些金属的线膨胀系数。尽管聚苯醚具有这些优异的综合性能，它同时也存 在一些缺点，熔体粘度高，流动性差，加工成型困难，这极大地限制了聚苯醚的 推广与应用。尼龙6作为一种性能优异的工程塑料，具有机械强度高、易加工的优点和吸 水性高、尺寸稳定性差的缺点，因而与聚苯醚有很好的互补性，这使得聚苯醚/ 尼龙6合金成为综合性能优异的合金材料，也是近年来发展较快的塑料合金之 一，在机械、电气电子、汽车、家电等领域得到了广泛的应用。聚苯醚是非晶和非极性的树脂，而尼龙6是结晶性和极性的树脂，未经改性 的聚苯醚/尼龙6合金是完全不相容的两相体系，因而增容改性成为聚苯醚/尼龙 6合金发展亟待解决的问题。中国专利CN98125963.4公开了一种加入一水合柠檬酸作为聚苯醚/尼龙66 的增韧材料的增容剂的增容方法，当一水合柠檬酸重量含量至少0.8%的组合物 在1500秒"下测定的粘度，比含0.5%—水合柠檬酸的组合物的粘度降低了 5% 或更多，并维持其他物理性能基本不变。中国专利CN96106862.0和3CN95103531.2也公开提到可以采用柠檬酸及其类似物用于相容化聚苯醚和尼 龙。化工进展2003年第22巻公开了一种苯乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA) 共聚物(SG)的制备方法，并将此共聚物用于尼龙/聚苯醚合金体系的增容。其 拉伸强度由25MPa提高到40MPa，断裂伸长率提高了2%。因此一般而言，增 容剂对材料的加工性能改善显著，而物理性能影响并不是十分明显。US4732938公开了一种聚苯醚/尼龙合金的增容加工方法，先将聚苯醚和一 种不饱和羧基化合物(如马来酸酐)预挤出使得聚苯醚羧基化，再混入尼龙，可 以制备改良性能的聚苯醚/尼龙合金，尤其在合适的不饱和羧基化合物含量下， 合金的Izod冲击性能由0.2 ft lbs/in提高到0.8 ft lbs/in。此种加工方法的改变也 可以通过反应性增容提高聚苯醚/尼龙合金的性能。US4873276公开了加入反应 性马来酸酐增容聚苯醚和尼龙的方法，将合金的缺口 Izod冲击强度由未添加马 来酸酐的4 kg cm/cm提高到8 kg cm/cm。但由于反应性官能团的含量以及反应 性不够，并未达到更令人满意的增容改性效果。Polymer第38巻(4807~4817页)公开了一种通过直接添加苯乙烯-马来酸 酐共聚物(8%重量含量的马来酸酐)作为增容剂，对尼龙6/聚苯醚合金进行改 性的方法。其拉伸强度由29.2 MPa达到43.7 MPa，无缺口冲击强度由57.5 J/m 提高至121 J/m。 Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics第37巻 (1155-1163页)报道了同上的通过直接添加苯乙烯-马来酸酐共聚物(8%重量 含量的马来酸酐)作为增容剂，对尼龙6/聚苯醚合金进行改性的方法。其拉伸强 度由26.9 MPa提高至65.1 MPa，无缺口冲击由75.4 J/m提高至393.8 J/m。但直 接加入反应性增容剂有时会由于共混过程中得不到充分的反应而未能达到更优 的合金性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供。本专利技术针对 聚苯醚/尼龙6相分离严重、力学性能特别是耐冲击性能差的问题，采用尼龙6/ 苯乙烯-马来酸酐共聚物作为增容剂，利用熔融挤出工艺制备了聚苯醚/尼龙6合 金改性材料。本专利技术如下，以下均以重量份表示41. 尼龙6和苯乙烯-马来酸酐共聚物预先在70~90 。C真空条件下干燥 12~24小时；2. 将30~50份干燥过的苯乙烯-马来酸酐共聚物和70~50份干燥过的尼龙6 混合后，加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，连续挤出次数为1 4次， 螺杆温度为230-250 。C，螺杆转速130 170转/分钟，得到一种尼龙 6/苯乙烯-马来酸酐共聚物的共混物；3. 将50-80份干燥过的尼龙6、 50~20份聚苯醚以及2 ~ 20份尼龙6/苯乙 烯-马来酸酐共聚物的共混物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，螺杆温度为240-250 °C，螺杆转速100~170转/分钟，得到一种聚苯醚/尼龙 6合金。本专利技术使用的聚苯醚的特性粘数为0.45~0.49 dl/g，其特性粘数测试用的溶剂 为氯仿，温度为25 °C。本专利技术使用的尼龙6的相对粘度为2.2~2.4。本专利技术使用的苯乙烯-马来酸酐共聚物的特性粘数为0.30 0.35 dl/g，其特性 粘数测试用的溶剂为四氢呋喃，温度为25 r，其马来酸酐重量百分含量为19~23 %。本专利技术中，由于采用尼龙6/苯乙烯-马来酸酐共聚物预挤出的共混物进行增容，只增加一道工序，便能有效提高体系 相容性，适于工业化生产，有效改善完全不相容共混物聚苯醚和尼龙6的相容性； 通过预挤出，可以使苯乙烯-马来酸酐共聚物与尼龙6两者的分子链和相关基团 在预混过程中有更多的接触机会，更充分混合、反应并以生成共聚物化学键的方 式达到更紧密的连接，相比直接加入苯乙烯-马来酸酐共聚物，由于苯乙烯-马来 酸酐共聚物中的苯乙烯嵌段和聚苯醚有较好的相容性而减少马来酸酐基团与尼 龙6的氨基基团的反应机会，降低增容效果。在将尼龙6/苯乙烯-马来酸酐共聚 物共混物添加到聚苯醚/尼龙6合金中后，根据苯乙烯-马来酸酐共聚物和尼龙6 的接枝产物与聚苯醚和尼龙都有一定的相容性，均匀分散在共混物中，有效降低 了聚苯醚和尼龙之间的界面张力，达到增容效果。本专利技术得到的一种聚苯醚/尼龙6合金的拉伸强度可达76.1 MPa，弯曲强度 达117.2 MPa，缺口冲击强度可达33.5 J/m，比简单共混的聚苯醚/尼龙6合金分别提高49.5 %、 42.6 %、 36.7 %，比相同份数的不同挤出次数的聚苯醚/尼龙6 合金也有一定程度提高；比加入苯乙烯-马来酸酐共聚物简单增容的聚苯醚/尼龙 6合金分别提高42.8 %、 95.7%、 19.6%;而添加10份新制增容剂的合金比添加 5份新制增容剂的合金各方面物理机械性能表现也要好。此材料加工操作方便， 工艺简单，得到的聚苯醚/尼龙6合金，相比文献研究往往直接同时加入增容、 增韧成分而言，此单一增容剂达到显著的增容结果，拉伸性能和弯曲性能得到明 显改善，综合性能佳且稳定，完全满足一般应用对强度的要求，工业应用前景广 阔。附图说明-图1是实施例3得到的聚苯醚/尼龙6合金的扫描电镜照本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚苯醚／尼龙６合金的增容改性方法，其特征在于改性方法如下，以下均以重量份表示：　（１）尼龙６和苯乙烯－马来酸酐共聚物预先在７０～９０℃真空条件下干燥１２～２４小时；　（２）将３０～５０份干燥过的苯乙烯－马来酸酐共聚物和７０～ ５０份干燥过的尼龙６混合后，加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，连续挤出次数为１～４次，螺杆温度为２３０～２５０℃，螺杆转速１３０～１７０转／分钟，得到一种尼龙６／苯乙烯－马来酸酐共聚物的共混物；　（３）将５０～８０份干燥过的尼龙６、５０ ～２０份聚苯醚以及２～２０份尼龙６／苯乙烯－马来酸酐共聚物的共混物加入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，螺杆温度为２４０～２５０℃，螺杆转速１００～１７０转／分钟，得到一种聚苯醚／尼龙６合金。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王帅，李波，张勇，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]