一種聚酰胺復合材料及其制備方法和應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種韌性良好的聚酰胺復合材料及制備方法和應用。所述的聚酰胺復合材料包含有共混的聚酰胺100份，帶活性官能團的乙烯共聚物0.5-30份，助劑0.1~5份；所述氨基酸改性乙烯共聚物由重量比為100:0.5~20的帶活性基團的乙烯共聚物與氨基酸經(jīng)過熔融混合反應得到。本發(fā)明的聚酰胺復合材料具有良好的韌性，特別是低溫韌性，在-40℃的低溫下的沖擊強度達20KJ/m2以上，部分產(chǎn)品可達30KJ/m2以上，同時聚酰胺復合材料的流動性也得到改善，其適用于扎帶、連接器、汽車、電動工具、電子電器等領域的要求。
【專利說明】一種聚酰胺復合材料及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚酰胺復合材料，特別涉及一種韌性良好的聚酰胺復合材料及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]聚酰胺(Polyamide, PA)俗稱尼龍(Nylon),是分子主鏈上含有重復酰胺基團(-NHC0-)的熱塑性樹脂的總稱，由聚合的單體不同而分為尼龍6和尼龍66。尼龍是一種性能優(yōu)異的熱塑性半結晶工程塑料，如力學強度高、韌性好、耐熱及藥品性能良好等，被廣泛應用于電子電器、電動工具、汽車、航天等領域。然而，尼龍也存在不耐強酸強堿、干態(tài)和低溫沖擊強度低、吸水率大從而影響其制品尺寸的穩(wěn)定性和電性能等缺點。特別是在扎帶和連接器等行業(yè)需要韌性良好的尼龍，市場上尼龍樹脂原材料滿足不了該領域的要求，因此，對尼龍材料的增韌越來越備受人們的關注。
[0003]研究發(fā)現(xiàn)，馬來酸酐接枝的乙烯-辛烯共聚物做為增韌劑(MAH-g-POE)對尼龍有較好的增韌效果，能夠滿足許多行業(yè)的要求，在市場上得到廣泛的應用。然而，該增韌劑的不足之處是添加量和成本高，氣味大，而且往往導致尼龍的流動性變差，加工變困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的，是為了克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種聚酰胺復合材料，該聚酰胺復合材料利用氨基酸對乙烯共聚物進行改性，其在_40°C的低溫下的沖擊強度達20KJ/m2以上，部分產(chǎn)品可達30KJ/m2以上，聚酰胺復合材料的流動性也得到改善。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于提供所述聚酰胺復合材料的制備方法及其應用。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
一種聚酰胺復合材料，包括如下按重量份數(shù)計的組分:
聚酰胺100份；
氨基酸改性乙烯共聚物 2~30份；
助劑0.1-5份；
所述氨基酸的分子量大于或等于131 ；
所述的氨基酸改性乙烯共聚物，由重量比為100:0.5-20的帶活性基團的乙烯共聚物與氨基酸經(jīng)過熔融混合，發(fā)生接枝反應得到；所述活性基團為能與氨基酸的氨基發(fā)生化學反應的酸酐基、環(huán)氧基或羧基。
[0007]—種聚酰胺復合材料，由如下按重量份數(shù)計的組分組成:
聚酰胺100份；
氨基酸改性乙烯共聚物 2~30份；
助劑0.1-5份；
所述氨基酸的分子量大于或等于131 ；
所述的氨基酸改性乙烯共聚物，由重量比為100:0.5-20的帶活性基團的乙烯共聚物與氨基酸經(jīng)過熔融混合，發(fā)生接枝反應得到；所述活性基團為能與氨基酸的氨基發(fā)生化學反應的酸酐基、環(huán)氧基或羧基。
[0008]其中，所述氨基酸改性乙烯共聚物可以通過如下方法制備得到:將帶活性基團的乙烯共聚物和氨基酸按照比例在高混機中混合均勻，混合機的轉速為450飛00轉/分鐘，隨即加入到雙螺桿擠出機中，在14(T220°C的溫度下進行熔融混合反應，然后造粒、冷卻、干燥得到所述氨基酸改性乙烯共聚物；所述帶活性基團的乙烯共聚物和氨基酸混合物在雙螺桿擠出機中的停留時間為2~20min。
[0009]其中，在上述的配方范圍中，氨基酸改性乙烯共聚物的重量份可以選為2飛份、5~8份、8~10份、10~15份、15~20份、20~30份。
[0010]其中，在上述的配方范圍中，所述氨基酸改性乙烯共聚物可以由重量比為100:5^10,100:10-15、100:15^20的帶活性基團的乙烯共聚物與氨基酸經(jīng)過熔融混合反應得到。
[0011]在上述聚酰胺復合材料中，所述氨基酸的分子量為大于或等于131，其中，氨基酸的結構式可表達為HOOC-R-NH2, R代表含有至少5個碳原子的烷基或烷烯基團。發(fā)明人經(jīng)過大量實驗發(fā)現(xiàn)，采用分子量131以上的氨基酸對乙烯共聚物進行改性時，對聚酰胺復合材料的人性改善效果比較好，尤其是低溫韌性，同時分子量大于或等于131的氨基酸的熱穩(wěn)定性和反應活性都比較好。
[0012]作為一種可選方案，所述氨基酸的分子量可選為131-1000。
[0013]在上述聚酰胺復合材料中，所述聚酰胺樹脂為ΡΑ6或ΡΑ66，可以通過多個商業(yè)來源獲取，所述聚酰胺的特性粘度為2.0-3.0 dL/g。
[0014]在上述聚酰胺復合材料中，所述帶活性基團的乙烯共聚物，其乙烯共聚物母體選自乙烯-丙烯-環(huán)戊二烯共聚物EPDM、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物POE中的任意一種或幾種；所述的乙烯共聚物母體的密度為0.85(Tl.0OOg/cm3，熔體質量流動速率為0.2~10g/10min(190°C /2.16kg)。
[0015]在上述聚酰胺復合材料中，所述帶活性基團的乙烯共聚物為馬來酸酐接枝的乙烯-辛烯共聚物，馬來酸酐接枝的乙烯-丙烯-環(huán)戊二烯共聚物、環(huán)氧接枝的乙烯-辛烯共聚物或端羧基的乙烯-丁烯共聚物。
[0016]在上述聚酰胺復合材料中，所述助劑可以是熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、脫模劑、顏料、染料或其組合，作為一種優(yōu)選方案，所述助劑優(yōu)選包含抗氧劑(即熱穩(wěn)定劑或光穩(wěn)定劑)和/或脫模劑；所述的熱穩(wěn)定劑可選自酚類、亞磷酸酯類、硫代酯類的復合物中的一種或幾種復配；所述的光穩(wěn)定劑可為受阻胺類、苯并三唑類、苯并噁嗪酮類復合物中的一種或幾種復配；所述的脫模劑為低分子酯類硬脂酸、金屬皂(Cast、Znst)、硬脂酸復合酯或酰胺類(芥酸酰胺)中的一種或幾種復配。
[0017]上述聚酰胺復合材料的制備方法，包括如下步驟:將聚酰胺樹脂、氨基酸改性乙烯共聚物及助劑在高混機中混合均勻，混合機的轉速為450-600轉/分鐘，隨即加入到雙螺桿擠出機中，在240-260°C的溫度下進行熔融混合，然后造粒、冷卻、干燥。
[0018]本發(fā)明制備的聚酰胺復合材料可用于扎帶、連接器、汽車、電動工具、電子電器等領域。
[0019]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果:本發(fā)明所述的具有超低溫韌性的聚酰胺復合材料在-40°C的低溫下的沖擊強度達20KJ/m2以上，部分產(chǎn)品可達30KJ/m2以上，聚酰胺復合材料的流動性也得到改善，其滿足扎帶、連接器、汽車、電動工具、電子電器等領域的要求。
【具體實施方式】
[0020]下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但實施例并不對本發(fā)明做任何形式的限定。
[0021]本發(fā)明的實施例采用以下原料:
聚酰胺-1，金發(fā)科技股份有限公司，特性粘度2.4 dL/g，牌號PA6-1 ；
聚酰胺_2，金發(fā)科技股份有限公司，特性粘度2.7 dL/g,牌號PA6-2 ；
聚酰胺_3，金發(fā)科技股份有限公司，特性粘度2.4 dL/g,牌號PA66-1 ；
聚酰胺_4，金發(fā)科技股份有限公司，特性粘度2.7 dL/g,牌號PA66-2 ；
N493，MAH-g-POE，美國杜邦公司，熔融指數(shù)約為 2.5 g/10min (190。。，2.16kg)；
7003A, MAH-g-EPDM, Polyram 公司，熔融指數(shù)約為 2g/10min (190°C，2.16kg)；
MB-03，環(huán)氧接枝的P0E，金發(fā)科技股份有限公司，熔融指數(shù)約為4 g/10min (190°C,
2.16kg)；
AX-01，端羧基的乙烯一丁烯共聚物，金發(fā)科技股份有限公司，熔融指數(shù)約為10g/10min (190°C, 2.16kg)；
氨基酸-1，6-氨基己酸，國藥集團化學試劑有限公司，分子量131，熔點180°C ；
氨基酸-2，12-氨基癸酸，國藥集團化學試劑有限公司，分子量271，熔點210°C ; 氨基酸_3，高分子的氨基酸，Aldrich公司，分子量約為820，熔點230°C。
[0022]氨基酸-4,丙氨酸,安徽華恒生物工程有限公司，分子量89,熔點200°C。
[0023]脫模劑OP臘，克萊恩公司；
抗氧劑，四[β_ (3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，瑞士汽巴公司，1010 ；
材料性能測試方法:
(1)拉伸強度:按IS0527測試；速度為50mm/min；
(2)懸臂梁缺口沖擊強度:按IS0180測試，A型缺口；
(3)懸臂梁缺口沖擊強度(_40°C):按照IS0180測試，A型缺口，測試環(huán)境溫度_40°C ；
(4)彎曲模量:按IS0178測試，速度為2mm/min；
(5)熔體流動速率(MFR):按IS01133測試，條件為280°C,2.16Kg ；
在本發(fā)明中助劑對產(chǎn)品的性能影響不大，對于其它常見的助劑不一一舉例，以下具體實施例，所述原料均為重量份。
[0024]實施例f 10氨基酸改性乙烯共聚物的制備
將氨基酸與帶活性基團的乙烯共聚物按照表I中的組成比例加入雙螺桿擠出機中(螺桿直徑為32mm，長徑比L/D=36)。其中雙螺桿擠出機各螺筒溫度(由加料口到機頭)分別是:140°C、21 (TC、220°C、220°C、220°C、210°C，螺桿轉速為 250 轉 / 分鐘，喂料量 50kg/h。
[0025]表I氨基酸改性乙烯共聚物的制備(表中組份含量為重量份)
【權利要求】
1.一種聚酰胺復合材料，其特征在于，包括如下按重量份數(shù)計的組分: 聚酰胺100份；
氨基酸改性乙烯共聚物 2~30份； 助劑0.1-5份； 所述氨基酸的分子量大于或等于131 ； 所述的氨基酸改性乙烯共聚物，由重量比為100:0.5-20的帶活性基團的乙烯共聚物與氨基酸經(jīng)過熔融混合，發(fā)生接枝反應得到；所述活性基團為能與氨基酸的氨基發(fā)生化學反應的酸酐基、環(huán)氧基或羧基。
2.一種聚酰胺復合材料，其特征在于，由如下按重量份數(shù)計的組分組成: 聚酰胺100份；
氨基酸改性乙烯共聚物 2~30份； 助劑0.1-5份； 所述氨基酸的分子量大于或等于131 ； 所述的氨基酸改性乙烯共聚物，由重量比為100:0.5-20的帶活性基團的乙烯共聚物與氨基酸經(jīng)過熔融混合，發(fā)生接枝反應得到；所述活性基團為能與氨基酸的氨基發(fā)生化學反應的酸酐基、環(huán)氧基或羧基。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的聚酰胺復合材料，其特征在于所述氨基酸的分子量為131~1000。
4.根據(jù)權利要求1或2所述聚酰胺復合材料，其特征在于所述聚酰胺為PA6或PA66。
5.根據(jù)權利要求1或2所述聚酰胺復合材料，其特征在于所述聚酰胺的特性粘度2.0-3.0 dL/g
6.根據(jù)權利要求1或2所述聚酰胺復合材料，其特征在于所述帶活性基團的乙烯共聚物其乙烯共聚物母體選自乙烯-丙烯-環(huán)戊二烯共聚物EPDM、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物POE中的任意一種或幾種。
7.根據(jù)權利要求1或2所述聚酰胺復合材料，其特征在于所述帶活性基團的乙烯共聚物為馬來酸酐接枝的乙烯-辛烯共聚物，馬來酸酐接枝的乙烯-丙烯-環(huán)戊二烯共聚物、環(huán)氧接枝的乙烯-辛烯共聚物或端羧基的乙烯-丁烯共聚物。
8.根據(jù)權利要求1或2所述聚酰胺復合材料，其特征在于所述助劑包含抗氧劑和/或脫模劑。
9.權利要求廣8中任意一項權利要求所述聚酰胺復合材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟: 將聚酰胺樹脂、氨基酸改性乙烯共聚物及助劑在高混機中混合均勻，混合機的轉速為450-600轉/分鐘，隨即加入到雙螺桿擠出機中，在240-260°C的溫度下進行熔融混合，然后造粒、冷卻、干燥。
10.權利要求廣8中任意一項權利要求所述聚酰胺復合材料在制備扎帶、連接器、電動工具、電子電器或汽車中的應用。
【文檔編號】C08L77/00GK103450666SQ201310394499
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月3日 優(yōu)先權日:2013年9月3日
【發(fā)明者】劉曉亮, 楊波, 丁正亞, 丁超, 羅忠富, 袁紹彥, 周英輝 申請人:金發(fā)科技股份有限公司