一种高温弹性体尼龙及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高温弹性体尼龙，其组分按质量百分比包括，聚酰胺72%~83%，马来酸酐改性的EPDM17~28%，助剂0~20%；所述聚酰胺按摩尔百分比包括芳香族二羧酸和脂肪链二胺，其摩尔比为1:1～1:1.02，另外还包括一定含量的含磷催化剂，其含量是酸和胺总量的0.01~5mol%；所述芳香族二羧酸按摩尔百分比由对苯二甲酸85%~93%和萘二甲酸7%~15%组成；所述助剂包括紫外光稳定剂、抗氧剂、热稳定剂、色素和染料、矿物填料、玻璃纤维、碳纤维、防滑剂、增塑剂、成核剂或阻燃剂中的一种或多种。其优点为：通过对尼龙合成过程中对苯二甲酸和萘二甲酸的配比优选以及尼龙改性过程中弹性体的配方含量优选，制备出一种初始冲击破坏能大的改性尼龙材料，可以有效的避免材料使用过程中产生裂纹，保持材料的长期工作特性和寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种尼龙，尤其是一种耐高温尼龙，本专利技术还提供了一种制备高温尼龙的方法。
技术介绍
脂肪族聚酰胺如尼龙6、尼龙66，具有优异的机械强度、耐热性、耐化学药品性、耐磨损性和自润滑性，且摩擦系数低，其应用领域包括电子电器、汽车部件、家具、建材和纤维，已成为最重要的工程塑料之一。半芳香族聚酰胺是带芳香环的二胺或二羧酸与脂肪族二羧酸或二胺经缩聚所制备的聚酰胺树脂，是芳香族聚酰胺中的一种。由于在聚酰胺分子主链中导入了芳香环，从而提高了耐热性和力学性能，降低了吸水率，并且有较合适的性能/价格比，是介于通用工程塑料尼龙和耐高温工程塑料PEEK之间的耐热性高的树脂，主要用于汽车和电气电子行业。随着高科技的迅速发展，其应用有新的突破和进展，市场需求呈上升趋势。半芳香族聚酰胺产品目前主要有聚酰胺1乂06、61'/66、61'/61、61'/61/66、617^—5T 和 9T。现有的专利主要为通过高温熔融聚合来合成聚酰胺6T共聚物的方法或固相增粘反应制备较高特性黏度的预聚物，再经双螺杆熔融挤出增粘得到高特性黏度的聚合物。这一路线涉及预聚合反应、固相增粘、熔融增粘多步反应，要求复杂的生产步骤和设备。对尼龙加入弹性体增韧的专利也有披露，如专利CN101701105A公开了一种耐高温超韧尼龙材料，该材料由50 70%的尼龙66、10 30%的尼龙46、尼龙6T或9T，I 30%的EPDM和0. n%的抗氧剂组成。其优点在于可充分利用弹性体的优点，但其不足之处在于，其加工稳定性不好且容易腐蚀模具。对于抗冲击性能，目前大多数材料只考虑冲击强度的性能数据，但这并不能有效地反映材料的长期工作特性，因为在制品中很难避免出现裂纹，这将影响到制品的寿命。韧性是塑料的重要性能，材料冲击破坏的总能量是材料的裂纹引发、增长及断裂3部分的能量消耗，而仅仅用总的冲击能作为韧性的表征，从理论上讲不够准确，它往往不能反映材料的初始破坏能。事实上，裂纹引发时所需的能量才是材料的选择、设计和使用的重要参数。积分JI1S#可以看作是创造单位面积新断裂表面所必须提供的能量，积分J11^表征了材料对裂纹萌生过程的阻力，是材料在裂纹开始扩展时的临界能量吸收。它的最大特点在于无论裂纹附近材料是弹性状态还是发生大规模的塑性变形，它都能较准确地表征裂纹扩展行为。所以近几年国内外用积分JI1S#确定聚合物材料的初始破坏能，表征聚合物材料的断裂韧性。现有技术中往往只考虑了冲击强度对材料韧性的影响。
技术实现思路
本专利技术的要点在于合成一种新型高温尼龙，具有较高的韧性，且不易产生裂纹。本专利技术所述的高温弹性体尼龙，其组分按质量百分比包括， 聚酰胺 72% 83%，马来酸酐改性的EPDM 17 28%， 助剂0 20% ； 所述聚酰胺按摩尔百分比包括芳香族ニ羧酸和脂肪链ニ胺，其摩尔比为1:1 1:1.02,另外还包括一定含量的含磷催化剂，其含量是酸和胺总量的O. 0r5mol% ； 所述芳香族ニ羧酸按摩尔百分比由对苯ニ甲酸859Γ93%和萘ニ甲酸79Γ15%组成； 所述助剂包括紫外光稳定剂、抗氧剂、热稳定剂、色素和染料、矿物填料、玻璃纤维、碳纤维、防滑剤、增塑剂、成核剂或阻燃剂中的ー种或多种。ー种高温弾性体尼龙的制备方法，其步骤包括 1)将相应比例的对苯ニ甲酸，萘ニ甲酸，脂肪链ニ胺，封端剂，催化剂和水加入到压力釜中，用氮气吹扫，加热广3小时，其内部温度达到22(T280°C，在该条件下，化合物反应O. 5^2小时，在反应过程中，封闭压カ釜，持续搅拌； 2)将I)中得到的预聚物在氮气氛围中于100 150で下干燥成粉末状，称取一定质量粉末状预聚物加入到圆底烧瓶中，用氮气吹扫，进行搅拌和加热，经广3小时的时间后内部温度达到23(T270°C，在该条件下，反应混合物在固相中聚合4飞小时得到新型聚酰胺，所得到的聚酰胺被冷却至室温左右，然后从圆底烧瓶中排出； 3)将制得的高温尼龙，马来酸酐改性的EPDM及相关助剂加入高速混合机中搅拌分散均匀后出料，将其置于双螺杆挤出机中熔融共混挤出并注塑成试件。所述脂肪链ニ胺包括I，9_壬烧ニ胺和/或2_甲基-1，8_辛烧ニ胺、1,6_已烧ニ胺、I, 7-庚烧ニ胺、1，8-辛烧ニ胺、1，10-癸烧ニ胺，1，11-十一烧ニ胺和I，12-十二烧ニ胺中的至少ー种；除此之外还包括封端剂和含磷催化剂。含磷催化剂包括磷酸、亚磷酸、次磷酸和它们的盐或酯；所述含磷催化剂优选的是次磷酸和其衍生物。所述次磷酸和其衍生物，具有能力改进初级缩聚物的质量和甚至随后通过初级缩聚物的聚合反应生产的聚酰胺的质量(尤其耐热性和色调)，更优选的是次磷酸钠，因为除了上述质量改进能力外，还具有易购买性和可处理性的优点。被加入到反应体系中的含磷催化剂的量为O. 01-5mol% ;含磷催化剂如果以小于O. Olmol %的量添加，将不容易促进缩聚反应，在如此少量的含磷催化剂存在下形成的初级缩聚物将会变色或降解。另ー方面，将5mol%以上的较大量含磷催化剂加入到缩聚反应体系中也是不利的，因为大大降低缩聚度。还有，在如此大量的含磷催化剂存在下形成的初级缩聚物也将变色或凝胶化。添加封端剂有利于预聚物的分子量控制和改进其熔体稳定性。这里使用的封端剂没有具体的限制，可以是对所形成初级缩聚物的端氨基或端羧基有反应活性的任何ー种单官能化化合物。所述的封端剂可选择为单羧酸，单胺，酸酐如邻苯ニ甲酸酐，单异氰酸酷，单酰卤，单酯，一元醇；优选的是单羧酸和一元胺作为这里所使用的封端剂，因为它们的反应活性较高，而且缩聚物的端部可以被它们稳定地封闭；所述的封端剂更优选的是单羧酸，包括脂族单羧酸如こ酸，丙酸，丁酸， 戊酸，己酸，辛酸，月桂酸，十三烷酸，豆蓮酸，棕榈酸，硬脂酸，新戊酸，异丁酸等；脂环族单羧酸，如环己烷羧酸；芳族单羧酸如苯甲酸，甲苯甲酸，α-萘羧酸，萘羧酸，甲基萘羧酸，苯基こ酸；以及它们中任何的混合物。最优选的是こ酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、辛酸、月桂酸、十三烷酸、豆蓮酸、棕榈酸、硬脂酸和苯甲酸。另外，在产品中加入马来酸酐改性的EPDM，可增强材料的弹性及抗冲击性能，所述马来酸酐改性的EPDM可以由市售产品获得，也可以由公知技术制备，如辐射接枝的方法I 5重量份的马来酸酐(MAH)与100重量份三元こ丙橡胶(EPDM)粒料进行混合造粒后，再在电子加速器电子射线或60Co源Y射线(优选采用60Co源Y射线)中辐射5 30KGy，得接枝率O. 5 2重量％的三兀こ丙橡胶本专利技术的共混物的制备可以通过使用本领域公知的标准混合方式进行，例如捏合机，或热塑性挤压机，尤其是双螺杆挤压机等来达到组分的完全混合，并达到组分的均匀分散。混合步骤如下 (1)按重量百分比称取原料； (2)将所有原料放入高混机中混合5-15分钟； (3)出料； (4)将混合的原料放入双螺杆挤出机中挤出并注塑成120mm x 15mm x 10 mm的试件，螺杆的转速为180-400转，温度为280 330摄氏度； (5)在试件中部机械切割Imm深、7.5mm宽的预制裂纹。上述的具有较高的初始破坏能(Jlぱ值)的尼龙复合材料主要用于汽车和电气电子行业。J临界值的计算过程如下 J积分可用形变功变化率来定义，由于塑性变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，蔡彤旻，叶南飚，刘奇祥，袁绍彦，叶丹滢，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，上海金发科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：