專利名稱：復(fù)合低熔點(diǎn)尼龍6的配方及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種塑料的配方及制備方法，尤其是一種復(fù)合低熔點(diǎn)尼龍6的配方及制備方法。
背景技術(shù)：
尼龍6 (PA6)是一種半結(jié)晶聚合物，分子鏈間存在強(qiáng)烈的氫鍵作用，即使在熔融狀態(tài)下也不能完全消除，這是PA6具有結(jié)晶性，良好的化學(xué)穩(wěn)定性，以及穩(wěn)定的機(jī)械性能的決定因素。PA6晶胞中相鄰的大分子鏈間由氫鍵相接，由于不同的氫鍵組合從而產(chǎn)生了不同的球晶結(jié)構(gòu)，PA6具有多種晶體結(jié)構(gòu)，其中較穩(wěn)定的晶型是α型和γ型。α型晶型是單斜晶系，晶區(qū)分子鏈?zhǔn)悄嫫叫薪Y(jié)構(gòu)，而且分子鏈完全伸展，亞甲基鏈段和酰胺基團(tuán)處于同一平面內(nèi)，分子鏈間有氫鍵作用，是ΡΑ6較常見，同時(shí)也較穩(wěn)定的一種晶型結(jié)構(gòu)。γ晶型為打褶的片層結(jié)構(gòu)，分子鏈間形成的氫鍵與碳骨架平面幾乎垂直。ΡΑ6的結(jié)晶可以使ΡΑ6具有優(yōu)異的力學(xué)性能和良好的化學(xué)穩(wěn)定性，但ΡΑ6中球晶的存在使透射光線發(fā)生折射，從而影響ΡΑ6的透明性，因此通過控制ΡΑ6的結(jié)晶改善ΡΑ6的性能具有較大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值?，F(xiàn)在控制ΡΑ6結(jié)晶結(jié)構(gòu)的方法有添加結(jié)晶成核劑(如滑石粉、二氧化硅和石墨等)、 惰性稀釋劑、淬火、選擇特殊單體共聚或能與ΡΑ6反應(yīng)的無機(jī)鹽類。其中能和ΡΑ6反應(yīng)的無機(jī)鹽有氯化鈣、氯化鋁等。Sim Benhui研究結(jié)果表明，ΡΑ6是極性聚合物，只能溶于強(qiáng)極性的溶劑，如甲酸、間甲酚、鹽酸和硫酸等，但弱極性的甲醇和一些無機(jī)鹽(氯化鈣、硝酸鈣、 碘化鈣和氯化鋁等)溶液也能溶解ΡΑ6，說明ΡΑ6與這些無機(jī)鹽之間發(fā)生了相互作用，破壞了 ΡΑ6分子鏈間的氫鍵作用，使ΡΑ6溶解。Michael G等研究結(jié)果表明，浸在氯化鈣溶液中的PA6薄膜能吸收氯化鈣，并能提高PA6的玻璃化溫度，抑制PA6的結(jié)晶，使PA6酰胺基團(tuán)的紅外吸收峰發(fā)生輕微變化。AntonioAntonio Turturro等在己內(nèi)酰胺單體中加入氯化鈣和氯化鋁進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到PA6和氯化鈣的共混體系，研究表明加入到PA6中的氯化鈣離解成離子分散到PA6基體中，與PA6的酰胺基團(tuán)發(fā)生較強(qiáng)相互住用，降低了 PA6的結(jié)晶度和熔點(diǎn)，提高了玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熔體粘度，因此PA6與氯化鈣共混后擠出可得到低熔點(diǎn)PA6。為了進(jìn)一步改善低熔點(diǎn)PA6的力學(xué)性能，因此加入層狀硅酸鹽納米材料來對(duì)低熔點(diǎn)PA6進(jìn)行改性，聚酰胺/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料與常規(guī)聚合物基復(fù)合材料相比具有很多優(yōu)點(diǎn)，層狀硅酸鹽在我國(guó)有著豐富的資源且價(jià)格低廉。但是，由于低熔點(diǎn)PA6的制備過程中需要添加無水氯化鈣，而鈣離子和有機(jī)蒙脫土中的硅酸鹽可以發(fā)生反應(yīng)，從而抑制了有機(jī)蒙脫土在低熔點(diǎn)PA6中的分散效果，但有機(jī)蒙脫土片層的確增強(qiáng)了低熔點(diǎn)PA6基體之間的結(jié)合力，起到了增強(qiáng)的作用；并且由于聚合物的大分子鏈插入了有機(jī)蒙脫土的層間，該層間是個(gè)典型的受限空間，它限制了分子鏈的運(yùn)動(dòng)，所以對(duì)低熔點(diǎn)PA6的力學(xué)性能有所提高。 但是，在有機(jī)蒙脫土添加量較少的時(shí)候，低熔點(diǎn)PA6的力學(xué)性能有較大的提高，當(dāng)有機(jī)蒙脫土含量較高時(shí)，低熔點(diǎn)PA6的力學(xué)性能的增加值反而有所下降，這是由于隨著有機(jī)蒙脫土含量的增加，而有機(jī)蒙脫土在低熔點(diǎn)PA6中的分散效果也隨之下降引起的。
本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合低熔點(diǎn)尼龍6的配方及制備方法，它能增加有機(jī)蒙脫土在低熔點(diǎn)尼龍6中的分散效果，提高低熔點(diǎn)尼龍6的力學(xué)性能，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的復(fù)合低熔點(diǎn)尼龍6的配方，按重量份數(shù)計(jì)算，包括90 98 份尼龍、6、5 6份無水氯化鈣以及2 10份有機(jī)蒙脫土。通常無水氯化鈣的重量為尼龍
6重量的6%。復(fù)合低熔點(diǎn)尼龍6的制備方法，將尼龍6與有機(jī)蒙脫土通過擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒， 再將得到的粒料與無水氯化鈣通過擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，得到成品。擠出采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿的轉(zhuǎn)速為200 240rpm，給料螺桿的轉(zhuǎn)速為13 18rpm，擠出溫度為180 240°C。雙螺桿擠出機(jī)的溫度一區(qū)、溫度二區(qū)、溫度三區(qū)、溫度四區(qū)、溫度五區(qū)、溫度六區(qū)、 溫度七區(qū)、溫度八區(qū)、機(jī)頭溫度依次為180 V、190 V、205 V、220 V、230 V、240 V、240 V、 240 "C、230 "C。在進(jìn)行擠出造粒前，先將尼龍6在90°C鼓風(fēng)干燥箱中干燥12小時(shí)；并將無水氯化鈣在120°C下鼓風(fēng)干燥箱中干燥8小時(shí)；有機(jī)蒙脫土在80°C下鼓風(fēng)干燥箱中干燥M小時(shí)。由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用先將尼龍6與有機(jī)蒙脫土共混擠出造粒，再與無水氯化鈣共混擠出造粒制作低熔點(diǎn)尼龍6的方式，解決了由于鈣離子和有機(jī)蒙脫土中的硅酸鹽反應(yīng)，而抑制有機(jī)蒙脫土在低熔點(diǎn)尼龍6中分散的問題，使有機(jī)蒙脫土能充分分散在低熔點(diǎn)尼龍6中，以提高其力學(xué)性能。而且本發(fā)明簡(jiǎn)單易行，生產(chǎn)成本低廉，使用效果理想。為了驗(yàn)證本發(fā)明，將制備好的低熔點(diǎn)PA6/有機(jī)蒙脫土復(fù)合材料的粒料在80°C鼓風(fēng)干燥箱中干燥12小時(shí)后，在CJ80MZ-NC II型注塑機(jī)上注塑成符合測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的樣條。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，注射機(jī)各段溫度對(duì)應(yīng)為
第一段240°C;第二段230°C;第三段220°C。其余注射條件為注射壓力為40% 60% ； 注射速度為40% 60% ；冷卻時(shí)間為25秒。將低熔點(diǎn)PA6/有機(jī)蒙脫土復(fù)合材料按照有機(jī)蒙脫土用量的變化分別編號(hào)為1#、 2#、3#、4#、5#、6#，配方見表一。表一低熔點(diǎn)PA6/蒙脫土復(fù)合材料的配方(單位重量份數(shù))
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合低熔點(diǎn)尼龍6的配方，其特征在于按重量份數(shù)計(jì)算，包括90 98份尼龍、 6、5 6無水氯化鈣以及2 10份有機(jī)蒙脫土。
2.一種復(fù)合低熔點(diǎn)尼龍6的制備方法，其特征在于將尼龍6與有機(jī)蒙脫土通過擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，再將得到的粒料與無水氯化鈣通過擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒，得到成品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合低熔點(diǎn)尼龍6的制備方法，其特征在于擠出采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿的轉(zhuǎn)速為200 240rpm，給料螺桿的轉(zhuǎn)速為13 18rpm，擠出溫度為180 240°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合低熔點(diǎn)尼龍6的制備方法，其特征在于擠出機(jī)采用平行雙螺桿擠出機(jī)，其溫度一區(qū)、溫度二區(qū)、溫度三區(qū)、溫度四區(qū)、溫度五區(qū)、溫度六區(qū)、溫度七區(qū)、溫度八區(qū)、機(jī)頭溫度依次為 180°C、190°C、205°C、220°C、230°C、240°C、240°C、240°C、 230 °C。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合低熔點(diǎn)尼龍6的制備方法，其特征在于在進(jìn)行擠出造粒前，先將尼龍6在90°C鼓風(fēng)干燥箱中干燥12小時(shí)；并將無水氯化鈣在120°C下鼓風(fēng)干燥箱中干燥8小時(shí)；有機(jī)蒙脫土在80°C下鼓風(fēng)干燥箱中干燥M小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復(fù)合低熔點(diǎn)尼龍6的配方，按重量份數(shù)計(jì)算，包括90～98份尼龍、6、5～6份無水氯化鈣以及2～10份有機(jī)蒙脫土。本發(fā)明采用先將尼龍6與有機(jī)蒙脫土共混擠出造粒，再與無水氯化鈣共混擠出造粒制作低熔點(diǎn)尼龍6的方式，解決了由于鈣離子和有機(jī)蒙脫土中的硅酸鹽反應(yīng)，而抑制有機(jī)蒙脫土在低熔點(diǎn)尼龍6中分散的問題，使有機(jī)蒙脫土能充分分散在低熔點(diǎn)尼龍6中，以提高其力學(xué)性能。而且本發(fā)明簡(jiǎn)單易行，生產(chǎn)成本低廉，使用效果理想。
文檔編號(hào)C08L77/02GK102286199SQ201010204148
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2010年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月21日
發(fā)明者于杰, 何敏, 張敏敏, 王麗娥, 秦舒浩, 魯圣軍 申請(qǐng)人:國(guó)家復(fù)合改性聚合物材料工程技術(shù)研究中心