CN101880459B - 一种用于电吹风外壳的增韧尼龙66及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于电吹风外壳的增韧尼龙66及其制备方法,各物料按重量份计为:尼龙66切片:60~85份;马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸丁酯共聚物:1~10份;乙烯类弹性体:4~30份;抗氧剂:0.1~1份;润滑剂:0.1~1份。该方法是将尼龙切片66干燥;将尼龙切片66、增韧剂、抗氧剂和润滑剂按重量份比例加入到高速混合机中混合均匀后通过失重称加入到双螺杆挤出机中熔融,挤出造粒后冷却,干燥,得到用于电吹风外壳的增韧尼龙66。本发明提供的用于电吹风外壳的增韧尼龙66具有优异的冲击强度和良好的综合性能,提高了电吹风外壳的抗摔性,使得电吹风更耐用,大大提高了电吹风的使用寿命。

Description

一种用于电吹风外壳的增韧尼龙66及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子复合材料领域,具体涉及一种用于电吹风外壳的增韧尼龙66及其制备方法。
背景技术
尼龙66系由己二酸与己二胺缩聚而成。尼龙66的大分子结构中含有大量的酰胺基,大分子末端为氨基或羧基,所以它是一种强极性、分子间形成氢键且具有一定反应活性的结晶性聚合物。它的性能特点为:优良的力学性能,耐磨性,自润滑性,耐腐蚀性及较好的成型加工性。但尼龙66的缺口冲击强度较差,并且具有较大的吸水性,影响其尺寸的稳定性和电绝缘性。为此,尼龙的改性技术很多,其中共混合金技术是最有力的手段之一。将聚烯烃与尼龙共混制备增韧尼龙的研究很多,其中的关键是要解决非极性的聚烯烃与强极性的尼龙之间相容性差的问题。通常采用的方法是先在聚烯烃的分子链上接枝能够和尼龙分子链末端氨基或酰胺基反应的小分子,最常用的是马来酸酐(MAH)。然后在和尼龙熔融挤出的过程中,改性聚烯烃与尼龙反应,生成原位共聚物,加强了相界面间的粘接力,细化了分散相尺寸,扩大了分散相在连续相中的分布范围,使得共混物的性能得到明显改善。
尼龙66的熔融温度高、极性强、加工困难,选择它的增韧剂、增容剂难度很大。Duvall等连续报道了他们对M PP增容PA 66/PP共混物的研究结果。但是,用单组分单体熔融接枝的方法所制备的接枝物,由于PP降解严重,在添加量大的时候反而会引起共混合金力学性能下降。
电吹风是理发厅、酒店和家庭常备的小家电之一,由于电吹风的使用频率高,电吹风外壳用料要求具有较高的综合性能。但是普通尼龙66材料所制备的电吹风外壳不抗摔,很容易发生脆性断裂。
发明内容
针对现有尼龙66自身存在的不足,本发明的首要目的是提供一种用于电吹风外壳的具有极高冲击强度、良好综合性能的增韧尼龙66。
本发明的另一目的在于提供一种上述用于电吹风外壳的增韧尼龙66的制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:
一种用于电吹风外壳的增韧尼龙66,按重量份计,由下列重量份的组分组成:
尼龙66切片:                       60~85份
马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸丁酯共聚物:1~10份
乙烯类弹性体:                     4~30份
抗氧剂:                           0.1~1份
润滑剂:                           0.1~1份。
所述尼龙66切片为低粘度尼龙66切片,粘度为2.4~2.7Pa·S。
所述马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸丁酯共聚物的熔体流动速率为5g/10min~10g/10min(190℃,2.16kg载荷),丙烯酸丁酯的质量百分含量为5%~10%;马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸丁酯共聚物购自法国的ARKEMA公司。
所述乙烯类弹性体为线性低密度聚乙烯(LLDPE)、乙烯-辛烯共聚物(POE)或三元乙丙橡胶(EPDM)。
所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂复配的复合氧化剂;所述润滑剂为硬脂酸盐类润滑剂。
优选地,所述受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1010;所述亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168;所述复合氧化剂中受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的质量比为1∶2;所述硬脂酸盐类润滑剂为硬脂酸锌或硬脂酸钙。
以上所述的用于电吹风外壳的增韧尼龙66的制备方法,包括以下步骤:
(1)尼龙66切片干燥,得到干燥后的尼龙66切片;
(2)将各组分物料加入到高速混合机中混合均匀,得混合物料,所述各组分物料按重量份计为:干燥后的尼龙66切片:60~85份;马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸丁酯共聚物:1~10份;乙烯类弹性体:4~30份;抗氧剂:0.1~1份;润滑剂:0.1~1份;
(3)将混合物料通过失重称加入到双螺杆挤出机中熔融,挤出造粒后冷却,干燥,得到用于电吹风外壳的增韧尼龙66。
步骤(1)中所述干燥的温度为90℃~110℃,时间为2~8小时。
步骤(3)中所述挤出机的各区温度为第一加热区200℃~220℃,第二加热区250℃~270℃,第三加热区250℃~270℃,第四加热区250℃~270℃,第五加热区250℃~270℃,第六加热区250℃~270℃,第七加热区240℃~260℃,第八加热区240℃~260℃,第九加热区240℃~260℃,机头240℃~260℃。
步骤(3)中所述挤出机的主机转速350转/分钟~450转/分钟;所述失重称的喂料速度为300千克/小时~500千克/小时。
本发明的原理是:
尼龙66是一种非常容易吸水的聚合物,最高可以吸水4%左右,在高温加工的时候,其中的水会容易引发尼龙66发生降解,从而降低尼龙66的性能,因此本发明先将尼龙66切片干燥后再用。
乙烯类弹性体是柔韧性非常好的聚合物,是工程塑料增韧的良好选择,而乙烯类弹性体是非极性的高分子聚合物,而尼龙66是一种极性高分子聚合物,二者不具备相容性,所以本发明选用了马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸丁酯来作为一种相容性增韧剂。马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸丁酯具有可与尼龙66发生原位反应的马来酸酐基团,且自身的丙烯酸丁酯基团也具有较高的韧性,可以起到增韧的作用;马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸丁酯其中的乙烯基基团可以保证尼龙66与乙烯类弹性体达到良好的相容。
通常的用来增韧尼龙66的增韧剂或者相容剂熔体流动数率一般都在2g/10min(190℃,2.16kg载荷)以下,在加工过程中往往会导致增韧剂在体系中分散不均匀,导致物料的韧性不稳定,而本发明选用的马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸丁酯的熔体流动速率为5g/10min~10g/10min(190℃,2.16kg载荷),具有非常好的流动性,可以提高增韧体系的流动性,进而保证了乙烯类弹性体增韧剂能够在增韧体系中均匀分散,使得整个增韧体系达到良好的粘结和分散效果。
本发明与现有技术相比,具有如下优点和有益效果:
(1)本发明是专为电吹风外壳研发的增韧尼龙66复合材料,具有优异的冲击强度和良好的综合性能。当添加14重量份增韧剂时,简支梁缺口冲击和悬臂梁缺口冲击可以提高10倍和12.6倍;当添加38.5重量份增韧剂时,简支梁缺口冲击和悬臂梁缺口冲击可以提高16倍和22.5倍。
(2)本发明所制备的增韧尼龙66提高了电吹风外壳的抗摔性。尼龙66制备的电吹风外壳,承重1kg,高度1米摔下,一次就会有明显的裂纹;而增韧尼龙66所制备的电吹风外壳,承重3kg,高度1米,摔三次不会有任何裂纹,使得电吹风更耐用,大大提高了电吹风的使用寿命。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
实施例1:
(1)增韧尼龙66复合材料各组分的重量份如下:
尼龙66切片(粘度为2.7Pa·S):        85重量份
                                    4重量份
马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸丁酯共聚物:
(熔体流动速率10g/10min,丙烯酸丁酯含量为6%)
乙烯-辛烯共聚物:                   10重量份
抗氧剂(1010):                      0.5重量份
润滑剂(硬脂酸锌):                  0.5重量份
(2)制备方法如下:
尼龙66切片在100℃的干燥料斗中干燥3小时;将尼龙66切片、马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、抗氧剂和润滑剂在高速混合机中高速混合1分钟,将混好的物料通过失重称在第一节螺筒处加入到双螺杆挤出机(长径比为40∶1,螺杆直径为75mm)中熔融挤出造粒,双螺杆挤出机的主机转速为450转/分钟,喂料速度为300千克/小时,挤出机各温区的温度依次为220℃、260℃、270℃、270℃、265℃、260℃、250℃、250℃、250℃,机头温度为250℃,挤出造粒后冷却,干燥,得到用于电吹风外壳的增韧尼龙66复合材料,其物性如表1所示。
实施例2
(1)增韧尼龙66复合材料各组分的重量份如下:
尼龙66切片(粘度为2.5Pa·S):         79重量份
                                     6重量份
马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸丁酯共聚物:
(熔体流动速率为8g/10min,丙烯酸丁酯含量为5%)
三元乙丙橡胶:                       14重量份
抗氧剂(1010∶168=1∶2):    0.3重量份
润滑剂(硬脂酸钙):           0.7重量份
(2)制备方法如下:
尼龙66切片在100℃的干燥料斗中干燥3小时,将尼龙66切片、马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、抗氧剂和润滑剂在高速混合机中高速混合1分钟,将混好的物料通过失重称在第一节螺筒处加入到双螺杆挤出机(长径比为40∶1,螺杆直径75mm)中熔融挤出造粒,双螺杆的主机转速为450转/分钟,喂料速度为500千克/小时,挤出机各温区的温度依次为220℃、260℃、270℃、270℃、265℃、260℃、260℃、260℃、250℃,机头温度为250℃,挤出造粒后冷却,干燥,得到用于电吹风外壳的增韧尼龙66复合材料,其物性如表1所示。
实施例3
(1)增韧尼龙66复合材料各组分的重量份如下:
尼龙66切片(粘度为2.7Pa·S):     78.5重量份
                                 6重量份
马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸丁酯共聚物:
(熔体流动速率为8g/10min,丙烯酸丁酯含量为6%)
线性低密度聚乙烯:               14重量份
抗氧剂(1010∶168=1∶2):        1重量份
润滑剂(硬脂酸锌):               0.5重量份
(2)制备方法如下:
尼龙66切片在90℃的干燥料斗中干燥4小时,将尼龙66切片、马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、抗氧剂和润滑剂在高速混合机中高速混合1分钟,将混好的物料通过失重称在第一节螺筒处加入到双螺杆挤出机(长径比为40∶1,螺杆直径为75mm)中熔融挤出造粒,双螺杆挤出机的主机转速为400转/分钟,喂料速度为350千克/小时,挤出机各温区的温度依次为220℃、260℃、270℃、270℃、265℃、260℃、240℃、240℃、250℃,机头温度为250℃,挤出造粒后冷却,干燥,得到用于电吹风外壳的增韧尼龙66复合材料,其物性如表1所示。
实施例4
(1)增韧尼龙66复合材料各组分的重量份如下:
尼龙66切片(粘度为2.4Pa·S):      60重量份
马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸丁酯共聚物:
                                  10重量份
(熔体流动速率为5g/10min,丙烯酸丁酯含量为10%)
乙烯-辛烯共聚物:                 28.5重量份
抗氧剂(1010):                    0.5重量份
润滑剂(硬脂酸锌):                1重量份
(2)制备方法如下:
尼龙66切片在90℃的干燥料斗中干燥4小时,将尼龙66切片、马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、抗氧剂和润滑剂在高速混合机中高速混合1分钟,将混好的物料通过失重称在第一节螺筒处加入到双螺杆挤出机(长径比为40∶1,螺杆直径为75mm)中熔融挤出造粒,双螺杆挤出机的主机转速为450转/分钟,喂料速度为400千克/小时,挤出机各温区的温度依次为200℃、250℃、250℃、250℃、250℃、250℃、240℃、240℃、240℃,机头温度为240℃,挤出造粒后冷却,干燥,得到用于电吹风外壳的增韧尼龙66复合材料,其物性如表1所示。
实施例5
(1)增韧尼龙66复合材料各组分的重量份如下:
尼龙66切片(粘度为2.6Pa·S):      68.5重量份
                                  9重量份
马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸丁酯共聚物:
(熔体流动速率为6g/10min,丙烯酸丁酯含量为8%)
三元乙丙橡胶:                    21重量份
抗氧剂(1010):                    0.75重量份
润滑剂(硬脂酸钙):                0.75重量份
(2)制备方法如下:
尼龙66切片在110℃的干燥料斗中干燥3小时,将尼龙66切片、马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、抗氧剂和润滑剂在高速混合机中高速混合1分钟,将混好的物料通过失重称在第一节螺筒处加入到双螺杆挤出机(长径比为40∶1,螺杆直径为75mm)中熔融挤出造粒,双螺杆挤出机的主机转速为400转/分钟,喂料速度为400千克/小时,挤出机各温区的温度依次为220℃、260℃、270℃、270℃、270℃、260℃、260℃、250℃、260℃,机头温度为260℃,挤出造粒后冷却,干燥,得到用于电吹风外壳的增韧尼龙66复合材料,其物性如表1所示。
表1实施例1~5的增韧尼龙66复合材料与尼龙66的性能检测结果比较
Figure BSA00000190812500071
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于电吹风外壳的增韧尼龙66,其特征在于:按重量份计,由下列重量份的组分组成:
尼龙66切片:                       60~85份
马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸丁酯共聚物:1~10份
乙烯类弹性体:                     4~30份
抗氧剂:                           0.1~1份
润滑剂:                           0.1~1份。
2.根据权利要求1所述的一种用于电吹风外壳的增韧尼龙66,其特征在于:所述尼龙66切片为低粘度尼龙66切片,粘度为2.4~2.7Pa·S。
3.根据权利要求1所述的一种用于电吹风外壳的增韧尼龙66,其特征在于:所述马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸丁酯共聚物在温度190℃和载荷2.16kg的条件下的熔体流动速率为5g/10min~10g/10min,丙烯酸丁酯的质量百分含量为5%~10%;所述乙烯类弹性体为线性低密度聚乙烯、乙烯-辛烯共聚物或三元乙丙橡胶。
4.根据权利要求1所述的一种用于电吹风外壳的增韧尼龙66,其特征在于:所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂复配的复合氧化剂;所述润滑剂为硬脂酸盐类润滑剂。
5.根据权利要求4所述的一种用于电吹风外壳的增韧尼龙66,其特征在于:所述受阻酚类抗氧剂为抗氧剂1010;所述亚磷酸酯类抗氧剂为抗氧剂168;所述复合氧化剂中受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的质量比为1∶2;所述硬脂酸盐类润滑剂为硬脂酸锌或硬脂酸钙。
6.根据权利要求1~5任一项所述的用于电吹风外壳的增韧尼龙66的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)将尼龙切片66干燥,得到干燥后的尼龙66切片;;
(2)将各组分物料加入到高速混合机中混合均匀,得混合物料,所述各组分物料按重量份计为:干燥后的尼龙66切片:60~85份;马来酸酐接枝乙烯-丙烯酸丁酯共聚物:1~10份;乙烯类弹性体:4~30份;抗氧剂:0.1~1份;润滑剂:0.1~1份;
(3)将混合物料通过失重称加入到双螺杆挤出机中熔融,挤出造粒后冷却,干燥,得到用于电吹风外壳的增韧尼龙66。
7.根据权利要求6所述的用于电吹风外壳的增韧尼龙66的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述干燥的温度为90℃~110℃,时间为2~8小时。
8.根据权利要求6所述的用于电吹风外壳的增韧尼龙66的制备方法,其特征在于:步骤(3)中所述挤出机的各区温度为第一加热区200℃~220℃,第二加热区250℃~270℃,第三加热区250℃~270℃,第四加热区250℃~270℃,第五加热区250℃~270℃,第六加热区250℃~270℃,第七加热区240℃~260℃,第八加热区240℃~260℃,第九加热区240℃~260℃,机头240℃~260℃。
9.根据权利要求6所述的用于电吹风外壳的增韧尼龙66的制备方法,其特征在于:步骤(3)中所述挤出机的主机转速350转/分钟~450转/分钟;所述失重称的喂料速度为300千克/小时~500千克/小时。
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