一种低成本高韧性尼龙及其制备方法技术

本发明专利技术涉及尼龙材料技术领域，具体涉及一种低成本高韧性尼龙及其制备方法，所述尼龙由以下重量份的原料制成：80

【技术实现步骤摘要】
一种低成本高韧性尼龙及其制备方法


[0001]本专利技术涉及尼龙材料
，具体为一种低成本高韧性尼龙及其制备方法。

技术介绍

[0002]尼龙作为工程塑料中最早开发的品种，由于其具有高强度、高模量、极好的耐化学性和耐磨性，以及高熔点、低摩擦系数等特点，被广泛应用于化工、电器、汽车、及其它机械制造领域。然而在更高要求的应用领域和进一步的研究发现，尼龙在低温及干态下表现为脆性，很大程度上限制了它的应用。如传统的尼龙66、尼龙610和尼龙612具有较高的结晶度，在低温干态下，虽保证了其机械强度，却表现为明显的脆性，因此通常需要加入大量增韧剂来调节其韧性。
[0003]公开号为CN103965467A的专利技术专利公开了一种韧性尼龙及其制备方法，利用共聚反应的方法及脂肪族二酸单体、脂肪族二胺单体和脂环族二胺单体结构上的特点，通过将脂肪族二酸与脂肪族二胺和/或脂环族二胺同酰胺盐等进行共聚反应，制备得到了一种韧性尼龙材料，由于韧性尼龙的分子链单元长度的增加，使得本专利技术的韧性尼龙材料较传统尼龙的韧性有着明显的增加；但是由于该技术方案中，通过改变尼龙分子链的空间排布，造成尼龙的空间结晶行为发生降低，从而导致尼龙材料虽然具有了很好的韧性，但是其熔点会降低，导致尼龙的热稳定性显著下降，从而造成尼龙的应用范围缩小，一些高温环境下的特殊领域则无法使用，导致尼龙无法得到大范围的推广。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种低成本高韧性尼龙及其制备方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种低成本高韧性尼龙，所述尼龙由以下重量份的原料制成：80
‑
120份树脂、200
‑
400份水、1
‑
2份一元胺、0.3
‑
0.8份增韧剂、20
‑
30份填料、5
‑
10份复合型纳米纤维、0.1
‑
0.3份脂肪酸盐类成核剂、1
‑
2份抗氧剂、1
‑
2份颜料、0.1
‑
0.5份催化剂。
[0007]作为本专利技术的进一步优选方案，所述树脂由聚十二碳二酰癸二胺和聚己内酰胺按照质量比(10
‑
12)：1组成；
[0008]所述一元胺为脂肪族一元胺、脂环族一元胺、芳香族一元胺中任意一种；
[0009]所述增韧剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体；
[0010]所述填料由硫酸钡、二氧化钛、高岭土按照质量比(2
‑
3)：1：(1
‑
2)组成；
[0011]所述抗氧剂由等质量的抗氧剂168和抗氧剂1098组成；
[0012]所述催化剂为次亚磷酸钠、亚磷酸中任意一种。
[0013]作为本专利技术的进一步优选方案，所述复合型纳米纤维的制备方法如下：
[0014]1)将碳化硅纳米纤维加入到甲苯中，超声分散10
‑
20min后，持续通入5
‑
10min惰性气体并持续搅拌，然后转移至油浴锅中，加入3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷，在150
‑
160℃下反应
6
‑
8h，待反应结束后对产物进行抽滤，经反复洗涤后烘干，得到预处理纳米纤维；
[0015]2)称取适量的预处理纳米纤维，并加入去离子水、无水乙醇以及氨水，超声处理30
‑
50min后，加入间苯二酚，充分搅拌后加入甲醛溶液并持续搅拌20
‑
25h，然后将产物用去离子水和无水乙醇反复洗涤后烘干，转移至管式炉中，在氮气气氛下以600
‑
650℃保温5
‑
8h，自然冷却后浸入到浓酸溶液中，在200
‑
300r/min下搅拌3
‑
6h，经过滤后反复洗涤，烘干后即可得到复合型纳米纤维。
[0016]作为本专利技术的进一步优选方案，步骤1)中，所述碳化硅纳米纤维、甲苯、3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷的用量比例为(1
‑
3)g：(150
‑
260)mL：(0.3
‑
0.8)g；
[0017]所述持续搅拌的转速为300
‑
500r/min。
[0018]作为本专利技术的进一步优选方案，步骤2)中，所述预处理纳米纤维、去离子水、无水乙醇、氨水、间苯二酚、甲醛溶液的用量比例为(0.1
‑
0.5)g：(80
‑
120)mL：(32
‑
38)mL：(0.4
‑
0.8)mL：(0.6
‑
1.0)g：(1.0
‑
1.6)mL；
[0019]所述甲醛溶液的浓度为38
‑
40wt％；
[0020]所述持续搅拌的转速为150
‑
200r/min；
[0021]所述浓酸溶液由浓硝酸和浓硫酸按照体积比1：(3.0
‑
3.5)组成。
[0022]一种低成本高韧性尼龙的制备方法，具体包括如下步骤：
[0023]1)按照重量份数计，将树脂、水、一元胺、抗氧化剂和催化剂加入到反应釜内混合均匀，加热升温至190
‑
210℃，在1.2
‑
1.8MPa压力下，聚合3
‑
7h后缓慢降压到常压，同时让体系温度升到260
‑
275℃，并在真空度30
‑
100Pa的下继续反应3
‑
7h，制得尼龙基材；
[0024]2)将复合型纳米纤维经预处理后，与尼龙基材、增韧剂、填料、脂肪酸盐类成核剂以及颜料一起投入低速混合机中，混合5
‑
10min得到共混物料，然后投入双螺杆挤出机中，混匀后熔融挤出冷却后切粒筛分，即可得到所需的高韧性尼龙。
[0025]作为本专利技术的进一步优选方案，所述双螺杆挤出机，温度为230
‑
260℃，转速为300
‑
400r/min。
[0026]作为本专利技术的进一步优选方案，所述复合型纳米纤维的预处理工艺如下：
[0027]1)将三氧化钼、硫代乙酰胺和尿素溶于去离子水和无水乙醇的混合溶液中，充分搅拌后得到反应液，然后将复合型纳米纤维加入到反应液中，超声分散20
‑
30min，再转移至反应釜中，在200
‑
230℃下保温18
‑
23h，反应结束后用去离子水和无水乙醇反复洗涤，烘干后转移至管式炉中，在氩气气氛下600
‑
630℃保温2
‑
5h，随炉自然冷却后，备用；
[0028]2)在室温下，将六水合硝酸锌加入到无水乙醇中，搅拌溶解后再加入2...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低成本高韧性尼龙，其特征在于，所述尼龙由以下重量份的原料制成：80
‑
120份树脂、200
‑
400份水、1
‑
2份一元胺、0.3
‑
0.8份增韧剂、20
‑
30份填料、5
‑
10份复合型纳米纤维、0.1
‑
0.3份脂肪酸盐类成核剂、1
‑
2份抗氧剂、1
‑
2份颜料、0.1
‑
0.5份催化剂。2.根据权利要求1所述的一种低成本高韧性尼龙，其特征在于，所述树脂由聚十二碳二酰癸二胺和聚己内酰胺按照质量比（10
‑
12）：1组成；所述一元胺为脂肪族一元胺、脂环族一元胺、芳香族一元胺中任意一种；所述增韧剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体；所述填料由硫酸钡、二氧化钛、高岭土按照质量比（2
‑
3）：1：（1
‑
2）组成；所述抗氧剂由等质量的抗氧剂168和抗氧剂1098组成；所述催化剂为次亚磷酸钠、亚磷酸中任意一种。3.根据权利要求1所述的一种低成本高韧性尼龙，其特征在于，所述复合型纳米纤维的制备方法如下：1）将碳化硅纳米纤维加入到甲苯中，超声分散10
‑
20min后，持续通入5
‑
10min惰性气体并持续搅拌，然后转移至油浴锅中，加入3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷，在150
‑
160℃下反应6
‑
8h，待反应结束后对产物进行抽滤，经反复洗涤后烘干，得到预处理纳米纤维；2）称取适量的预处理纳米纤维，并加入去离子水、无水乙醇以及氨水，超声处理30
‑
50min后，加入间苯二酚，充分搅拌后加入甲醛溶液并持续搅拌20
‑
25h，然后将产物用去离子水和无水乙醇反复洗涤后烘干，转移至管式炉中，在氮气气氛下以600
‑
650℃保温5
‑
8h，自然冷却后浸入到浓酸溶液中，在200
‑
300r/min下搅拌3
‑
6h，经过滤后反复洗涤，烘干后即可得到复合型纳米纤维。4.根据权利要求3所述的一种低成本高韧性尼龙，其特征在于，步骤1）中，所述碳化硅纳米纤维、甲苯、3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷的用量比例为（1
‑
3）g：（150
‑
260）mL：（0.3
‑
0.8）g；所述持续搅拌的转速为300
‑
500r/min。5.根据权利要求3所述的一种低成本高韧性尼龙，其特征在于，步骤2）中，所述预处理纳米纤维、去离子水、无水乙醇、氨水、间苯二酚、甲醛溶液的用量比例为（0.1
‑
0.5）g：（80
‑
120）mL：（32
‑
38）mL：（0.4
‑
0.8）mL：（0.6
‑
1.0）g：（1.0
‑
1.6）mL；所述甲醛溶液的浓度为38
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁灿耀，张卫东，孙宁峰，
申请(专利权)人：山东龙腾新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：