尼龙／聚酯共混物的增容方法技术

本发明专利技术涉及采用超支化聚合物对尼龙／聚酯共混物进行增容的方法。以超支化结构的ＰＥＩ接枝尼龙作为增容剂，以共混组分尼龙和聚酯的总质量为１００重量份计，１重量份≤增容剂＜１５重量份，共混组分尼龙和聚酯的配比为１０∶９０～９０∶１０，利用溶液共混的方法得到共混物，任选在高温下热处理，原位反应生产三元共聚物，从而增容共混物，得到相容性改进的聚酰胺／聚酯合金材料。本方法简单、效率高，并且可以控制增容的程度，得到满足各种需要的不同形貌的共混材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料制备领域，具体涉及。
技术介绍
尼龙(Polyamide聚酰胺)是一种半结晶_结晶型的被广泛应用的工程塑料，常用的包括PA6， PA66， PAIOIO， PAll， PA12， PA46等。尼龙具有韧性好、耐摩擦、耐溶剂、自润滑及流动性好等优异性能，在纺织业、机械制造业和电子电器业等都有广泛的应用。尼龙12(PA12)与尼龙ll性能相似，相对密度小(仅1.02，是尼龙系列中最小的)、熔点低(178°C )、并且吸水率也是尼龙中最低的。它是很好的电气绝缘体，具有很好的耐冲击和化学稳定性。但是它存在低温冲击性能差，而且很容易被强氧化性酸腐蚀等弱点。尼龙12最大的潜在市场为汽车制造业，特别用于生产软管等。此外，也被广泛用于电缆套、电子器件、包装材料及机械轴承等。常用的加工方法为注塑和挤出。 热塑性聚酯主要是指饱和聚酯类热塑性工程塑料，主要包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET Poiy (ethylene ter印hthalate))和聚对苯二甲酸丁 二醇酯(PBTPoly(butyleneter印hthalate))。热塑性聚酯具有耐高温、耐摩擦和疲劳、耐候性等优点。其中PET是在塑料包装材料中使用最广泛的一种。而PBT为乳白色半透明到不透明结晶型热塑性聚酯，是最坚韧的工程热塑性材料之一。由于PBT的分子结构上跟PET相比，主链由两个亚甲基变成了四个，所以分子更加柔顺，加工性能更加优异。但是它也存在缺口冲击强度低、成型收縮率大、容易受卤化烃侵蚀、耐水解性差等缺点。PBT被广泛用于汽车、电子电器、工业机械和家用器具等领域。 基于这两类工程塑料的优异性能和广泛的用途，尼龙/聚酯的共混物也得到了极大的关注。但是由于在热力学上二者是完全不相容的，因此得到的共混物分散结构与性能都达不到预期的目的。为改善相容性，常常在不相容(或相容性较差)的共混物中加入与共混组分结构相似(或者相容)的接枝或嵌段共聚物作为增容剂，从而达到增强相界面粘结力、减小分散相尺寸和稳定相形态的目的。最初的增容机理主要是通过增容剂与共混组分之间的物理作用，从而达到增容的目的。随着科学技术的发展，依靠增容剂与共混组分间的化学作用从而增容共混体系的机理也随之发展起来，通常我们称之为反应增容机理(reaction compatibilization)。 —般根据增容剂与共混组分间的反应形式可以分为三类 1)利用带官能团的组分在熔融共混时就地形成接枝共聚物或嵌段共聚物；通常聚合物所带的官能团为酸酐、羧基或羧酸衍生物基团、胺基、羟基、环氧基、唑啉等； 2)加入至少能与其中一种共混组分起反应的聚合物，通过共价键或离子键起增容的作用。如聚合物中所含的吡啶或叔胺等基团可以与磺酸、羟酸以及离聚物形成离子键，从而改善高分子合金的相容性； 3)加入低分子组分起催化作用，使共混物的形成与交联反应同时进行。如在PS/PE共混体系中添加反应性的过氧化二异丙苯(DCP)、三聚异氰脲酸三烯丙酯(TAIC)、硬脂3酸(St)等作催化剂，从而达到增容的目的。超支化聚合物(HBP)是在20世纪50年代由Flory(J Am Chem Soc 1952,74 :2718)提出并逐渐发展起来的一类高分子。这类聚合物具有特殊的三维结构，这也导致了它具有 一些奇特的性能 1)分子结构紧凑，呈球状； 2)具有大量的末端基团，方便改性； 3)分子间缺少链缠结，从而本体以及溶液的粘度较低，流动性好。 早期的工作主要集中在超支化聚合物的合成以及表征(参见美国专利US4694064 和US 4857630 ;以及论文Polym Pr印r 1988， 29 :310 ; J. Am Chem Soc 1990,112:4592; Macromolecules 1991，24 :1435 ;Polymer 1992，33 :1507 ;Polymer 1994,35:4496; J. Polym Sci，Part A :Polym Chem 2003,41 :1047等)。目前，也有很多此类聚合物商品化 了 ，像Dendritech， Inc. (Starburst) ， Qiagen (SuperFect) ， DSM(Astramol and Hybrane)， Perstop(Boltom)等。近年来，有很多工作研究了这种特殊结构的聚合物在高分子合金领 域的应用。D J Massa(Macromolecules 1995， 28 :3214)研究了以超支化聚酯增容PAS和 PVPh共混物的作用机理。J A E Manson研究了以超支化聚合物增容的PP/PA6共混物的形 貌。现有文献中已经有关于超支化聚乙烯亚胺(PEI)接枝尼龙聚合物的合成和表征的报 道。 一些文献(论文J. Appl Polym Sci 2005， 96 :2413 ;以及美国专利US 6538073和US 6391982)公开了超支化PEI接枝尼龙聚合物的具体性质，以及其制备方法，但是没有提示 将PEI接枝尼龙聚合物用于聚合物增容的应用。
技术实现思路
本专利技术提供一种以超支化聚乙烯亚胺接枝尼龙作为增容剂制备相容性改进的尼 龙/聚酯共混物的方法。将尼龙通过化学反应接枝在超支化的聚乙烯亚胺(PEI)分子上，得 到超支化的聚乙烯亚胺接枝尼龙，以此作为尼龙/聚酯共混物的增容剂。 一方面，增容剂分 子的尼龙链段与共混组分中的尼龙组分在热力学上是相容的；另一方面，超支化的聚乙烯 亚胺分子有大量的_NH2末端基团，在一定温度下很容易跟聚酯分子和尼龙分子中的-C00H 端基反应，在相界面上原位反应得到聚乙烯亚胺_共_尼龙_共_聚酯的三元共聚物，从而 减小尼龙相与聚酯相之间的界面张力，稳定相界面，减小分散相尺寸。 本专利技术的以超支化聚乙烯亚胺接枝尼龙来增容尼龙/聚酯共混物的方法的特征在于所述超支化聚乙烯亚胺接枝尼龙具有下述式(I)所示的化学结构。 <formula>formula see original document page 5</formula>(I) 在上述结构中，聚乙烯亚胺部分的重均分子量Mw在3000-90000之间，R代表尼龙 链段，可为PA6、PA66、PA10或PA12等。 本说明书中所指的超支化聚合物，包括了通常所说的星型聚合物、树枝状聚合物 和多臂聚合物。 本专利技术使用的两类工程塑料尼龙和聚酯分别可选自尼龙6、尼龙66、尼龙10、尼龙 12和尼龙1010中的一种或多种；和PET及PBT中的一种或两种。 本专利技术的以超支化聚乙烯亚胺接枝尼龙作为增容剂制备相容性改进的尼龙/聚 酯共混物的方法，其特征在于共混物的制备采用溶液共混法。可选用的溶剂为尼龙和聚酯 的良溶剂，具体包括间甲酚、苯酚一四氯乙烷和三氟乙酸等。在本专利技术中，将原料和增容剂 按配比同时溶解于上述溶剂中，室温下搅拌24小时使形成均相体系，然后缓慢地沉淀在大 量的尼龙和聚酯的劣溶剂(沉淀剂)中，沉淀剂包括环己烷、正庚烷、甲醇、去离子水等。 本专利技术的以超支化聚乙烯亚胺接枝尼龙作为增容剂制备相容性改进的尼龙/聚 酯共混物的方法，其特征在于增容剂超支化聚乙烯亚胺接枝尼龙与共混组分尼龙和聚酯的质量比在i : ioo 15 : 1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种尼龙／聚酯共混物的增容方法，采用溶液共混法，使聚酯、尼龙和增容剂超支化聚乙烯亚胺接枝尼龙完全溶解形成均相体系，再使用沉淀剂交换出溶剂，得到固体的增容共混物。

【技术特征摘要】
一种尼龙/聚酯共混物的增容方法，采用溶液共混法，使聚酯、尼龙和增容剂超支化聚乙烯亚胺接枝尼龙完全溶解形成均相体系，再使用沉淀剂交换出溶剂，得到固体的增容共混物。2. 根据权利要求l所述的方法，其中，所述溶液共混法中所用的溶剂是间甲酚、苯 酚_四氯乙烷、三氟乙酸，或上述一种或多种的混合液；所述沉淀剂是环己烷、正庚烷、甲 醇、水，或上述一种或多种的混合液。3. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述的增容剂占共混组分尼龙和聚酯总量的 1-15重量％ ;优选5-10重量％ 。4. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述增容剂超支化聚乙烯亚胺接枝尼龙中超支 化聚乙烯亚胺部分的重均分子量Mw在3000 90000g/mol之间。5. 根据权利要求1所述的方法，其中，共混物中尼龙和聚酯组分的质量比在10 : 90 90 : io之间。6. 根据权利要求1所述的方法，其中，共混物中尼龙组分选自尼龙6、尼龙66、尼龙10、 尼龙12和尼龙1010中的一种或多种；共混物中聚酯组分选自PET和PBT中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩志超，王萍丽，董侠，程贺，
申请(专利权)人：赢创德固赛中国投资有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]