CN102643534A - 一种耐化学腐蚀高抗冲长碳链尼龙母料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐化学腐蚀高抗冲长碳链尼龙母料，该尼龙母料含有长碳链尼龙、相容型增韧剂和热稳定剂。本发明还涉及该尼龙母料的制备方法及应用。本发明提供的尼龙母料具有良好的耐冲击性能、耐化学腐蚀性和低吸湿性，与其它工程塑料相容性好，可有效提高复合材料的耐化学腐蚀性（包括卤化锌、卤化钙、乙二醇）、耐低温冲击性能和尺寸稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐化学腐蚀高抗冲长碳链尼龙母料及其制备方法和应用。
背景技术
尼龙又名聚酰胺树脂（PA），分子结构中都含有强极性的酰胺基团， 在它的结构中存在牢固的氢键，使得尼龙的熔点较高，具有良好的力学性能、耐磨性和自润滑性。不同碳链长度的尼龙具有不同的特性，通常碳链越长，韧性及抗冲击性能也越高。
长碳链尼龙主要包括尼龙610、尼龙1010、尼龙12、尼龙11、尼龙612、尼龙1212、尼龙1012、尼龙1313和尼龙1414。长碳链尼龙吸水性小，因而尺寸稳定性好。长碳链尼龙较PA6和PA66更耐有机溶剂（如乙二醇溶液），更耐氯化盐的腐蚀。
目前汽车行业轻量化、燃油排放标准提高、生物燃料的使用对汽车零部件的要求越来越高。加油管等燃油***零部件基本都在使用金属材料或高密度聚乙烯（HDPE）加EVA多层共挤或氟化处理HDPE单层管，多层共挤管综合成本很高，氟化处理对环境污染大，使用新型材料势在必行加油管等部件要求耐低温冲击（－40℃）、抗燃油渗透、耐盐（融雪剂含氯化钙，氯化锌）等性能。少数车型采用了尼龙6加油管，但在冬天遇到融雪剂时，加油管会被腐蚀开裂。汽车空调冷却***零部件，如散热器水室端盖要求耐醇解，耐盐腐蚀，现在所用的改性尼龙材料已不能满足新的技术要求。
目前，车用尼龙材料考虑技术和经济适应性，需要新的性能更高的功能母料，以提高常用工程塑料的性能，满足汽车行业越来越高的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种长碳链尼龙功能母料，解决车用尼龙材料材料所面临耐化学腐蚀（盐、乙二醇）和耐低温冲击的难题。
本发明的另一个目的在于提供上述长碳链尼龙功能母料的制备方法。
本发明提供了一种长碳链尼龙功能母料，该长碳链尼龙母料含有长碳链尼龙、相容型增韧剂和热稳定剂。
本发明还提供了一种本发明的长碳链尼龙功能母料的制备方法，该方法包括：将所述一种长碳链尼龙、相容剂、增韧剂、热稳定剂在高速混合机中预混合，经双螺杆挤出机挤出切粒，得到所述尼龙功能母料。
本发明提供的长碳链尼龙功能母料具有良好的耐化学腐蚀性能（盐、乙二醇）、耐低温冲击性能和低吸水性，并具有良好的与通用工程塑料的相容性。
具体实施方式
本发明提供的长碳链尼龙母料含有长碳链尼龙、相容剂型增韧剂和热稳定剂。
根据本发明提供的长碳链尼龙母料，以所述长碳链尼龙母料的总重量为基准，所述长碳链尼龙的量为50－95重量份、优选60－90重量份，所述相容型增韧剂的量为0.01－50重量份、优选1－30重量份，所述热稳定剂的量为0.001－20重量份、优选0.1－10重量份。
根据本发明提供的长碳链尼龙母料，所述长碳链尼龙为尼龙610、尼龙1010、尼龙12、尼龙11、尼龙612、尼龙1212、尼龙1012、尼龙1313或尼龙1414中的至少一种。
根据本发明提供的长碳链尼龙母料，所述相容型增韧剂为苯乙烯－甲基丙烯酸缩水甘油醇共聚物（SGMA）、有机硅改性聚烯烃、苯乙烯－马来酸酐共聚物（SMA）、St-MAH-GMA三元无规共聚物、SEBS-g-MA接枝共聚物、PCL-s-GMA共聚物、核壳多层结构丙烯酸酰亚胺聚合物、Et-MAH-EA三元共聚物、主链为EGMA且支链为乙烯共聚物系列和主链为酸的环氧改性丙烯酸树脂、恶唑啉改性聚苯乙烯、EVA、马来酸酐接枝聚烯烃、丙烯酸接枝聚烯烃和离子聚合物中的至少一种。
根据本发明提供的长碳链尼龙母料，所述热稳定剂为铜盐或含有受阻酚和亚磷酸酯的复合抗氧剂。所述铜盐为有机或无机铜化合物，例如复合铜盐耐热剂H3336(Bruggolen公司的热稳定剂牌号)。所述复合抗氧剂中受阻酚为主抗氧剂，亚磷酸酯为辅助抗氧剂，主抗氧剂/辅抗氧剂的重量比为1：1至1：4。受阻酚类抗氧剂的例子包括抗氧剂1098和1010（Ciba公司的抗氧剂牌号），抗氧剂1098的主要成分为N,N′-双（3－（3，5－二叔丁基－4－羟基苯基）丙酰胺）己二胺，抗氧剂1010的主要成分为四[3－(3,5-二叔丁基－4－羟基苯基)丙酸]季戊四醇。亚磷酸酯类抗氧剂的例子为抗氧剂168（Ciba公司的抗氧剂牌号），它的主要成分为三（2，4－二叔丁基苯基）亚磷酸酯。
根据本发明提供的长碳链尼龙母料，为了赋予产品一些特殊性能，还可以包括以下组分：无机填充物、光稳定剂、润滑剂、抗静电剂、阻燃剂、成核剂和偶联剂的一种或几种。以所述长碳链尼龙母料的总重量为基准，无机填充物的量为0－60重量份，光稳定剂的量为0－5重量份，润滑剂的量为0－10重量份，抗静电剂的量为0－5重量份，阻燃剂的量为0－35重量份，偶联剂的量为0－3重量份，成核剂的量为0－10重量份。
所述无机填充物可以选玻璃纤维、云母粉、滑石粉、碳酸钙、硫酸钡中的一种或几种，该组分的加入，可提高尼龙母料的强度和流动性。
所述润滑剂可以选用乙撑双硬酯酰胺、改性乙撑双硬酯酰胺、硅酮、金属皂盐、油酸酰胺、芥酸酰胺中的一种或几种。改性乙撑双硬酯酰胺例如N, N′-乙撑双硬酯酰胺接枝物。
根据本发明提供的长碳链尼龙母料，其制备方法包括，（1）将所述长碳链尼龙、相容剂型增韧剂和热稳定剂在高速混合机中混合，得到预混物；（2）将上述预混物经螺杆挤出机挤出切粒，得到所述的长碳链尼龙母料。
根据本发明提供的长碳链尼龙母料的制备方法，在优选情况下，以所述尼龙母料的总重量为基准，所述长碳链尼龙的量为60－90重量份，所述相容型增韧剂的量为1－30重量份，所述热稳定剂的量为0.1－10重量份。
根据本发明提供长碳链尼龙母料的制备方法，生产产品的主要设备有高速混合机、自动计量称、螺杆挤出机。
根据本发明提供的长碳链尼龙母料，其应用包括，将长碳链尼龙母料与尼龙6、尼龙66、聚碳酸酯、聚酯、聚苯醚和丙烯腈－丁二烯－苯乙烯三元共聚物中的一种或几种加热熔融混合后，得到塑料复合材料，可提高塑料的抗冲击性能、耐化学腐蚀性和尺寸稳定性。
实施例1
将84.2千克的PA610和15千克的SEBS-g-MA接枝共聚物、0.8千克的H3336在高混机中预混后，加入螺杆挤出机中，加热熔融，挤出后经过水冷后切粒，得到本发明的长碳链尼龙母料。
实施例2
将68.7千克的PA610、30千克的SEBS-g-MA接枝共聚物、0.8千克的H3336、0.5千克硬脂酸钙在高混机中预混后，加入螺杆挤出机中，加热熔融，挤出后经过水冷后切粒，得到本发明的长碳链尼龙母料。
应用例1
将50千克实例2所得尼龙母料与20千克尼龙6在高混机中预混后，加入螺杆挤出机中，加热熔融，从螺杆挤出机的侧喂料口加入30千克短玻璃纤维T435R（泰山玻璃纤维有限公司的短玻璃纤维牌号），挤出后经过水冷后切粒，得到玻纤增强的复合材料。
性能评价
将实施例1和实施例2所制得的产品，在注塑机上按照ISO标准注塑试样并按ISO标准进行测试，所得结果列于表1中。
从表1中可以看出，实施例1和实施例2具有良好的韧性和耐氯化锌和乙二醇腐蚀性能。
从表1中可以看出，应用例1在具有良好的综合力学性能、耐氯化锌和乙二醇腐蚀性能及低吸湿性，说明本发明提高的长碳链尼龙母料具有良好的应用前景。
表1
（1）干状态（相对湿度0）/湿态（相对湿度50） ISO1110
Claims (10)
1.一种长碳链尼龙母料，该长碳链尼龙母料包含长碳链尼龙、相容型增韧剂和热稳定剂，其特征在于，以所述长碳链尼龙母料的总重量为基准，所述长碳链尼龙的量为50－95重量份，所述相容型增韧剂的量为0.01－50重量份，所述热稳定剂的量为0.001－20重量份。
2.根据权利要求书1所述的长碳链尼龙母料，其特征在于，长碳链尼龙为尼龙610、尼龙1010、尼龙12、尼龙11、尼龙612、尼龙1212、尼龙1012、尼龙1313或尼龙1414中的至少一种。
3.根据权利要求书1所述的长碳链尼龙母料，其特征在于，所述相容型增韧剂为苯乙烯－甲基丙烯酸缩水甘油醇共聚物（SGMA）、有机硅改性聚烯烃、苯乙烯－马来酸酐共聚物（SMA）、St-MAH-GMA三元无规共聚物、SEBS-g-MA接枝共聚物、PCL-s-GMA共聚物、核壳多层结构丙烯酸酰亚胺聚合物、Et-MAH-EA三元共聚物、主链为EGMA且支链为乙烯共聚物系列和主链为酸的环氧改性丙烯酸树脂、恶唑啉改性聚苯乙烯、EVA、马来酸酐接枝聚烯烃、丙烯酸接枝聚烯烃和离子聚合物中的至少一种。
4.根据权利要求书1所述的长碳链尼龙母料，其特征在于，所述热稳定剂为铜盐或含有受阻酚和亚磷酸酯的复合抗氧剂，所述铜盐为有机或无机铜化合物，所述复合抗氧剂中受阻酚为主抗氧剂，亚磷酸酯为辅助抗氧剂，主抗氧剂/辅抗氧剂的重量比为1：1至1：4；受阻酚类抗氧剂的包括抗氧剂1098和1010（Ciba公司的抗氧剂牌号），抗氧剂1098的主要成分为N,N′-双（3－（3，5－二叔丁基－4－羟基苯基）丙酰胺）己二胺，抗氧剂1010的主要成分为四[3－(3,5-二叔丁基－4－羟基苯基)丙酸]季戊四醇；亚磷酸酯类抗氧剂的例子为抗氧剂168（Ciba公司的抗氧剂牌号），它的主要成分为三（2，4－二叔丁基苯基）亚磷酸酯。
5.根据权利要求书1所述的长碳链尼龙母料，其特征在于，还可以包括以下组分：无机填充物、光稳定剂、润滑剂、抗静电剂、阻燃剂和偶联剂的一种或几种。
6.以所述长碳链尼龙母料的总重量为基准，无机填充物的量为0－60重量份，光稳定剂的量为0－5重量份，润滑剂的量为0－10重量份，抗静电剂的量为0－5重量份，阻燃剂的量为0－35重量份，偶联剂的量为0－3重量份，成核剂的量为0－10重量份。
7.根据权利要求书5所述的长碳链尼龙母料，其特征在于，所述无机填充物可以选玻璃纤维、云母粉、滑石粉、碳酸钙、硫酸钡中的一种或几种。
8.根据权利要求书5所述的长碳链尼龙母料，其特征在于，所述润滑剂可以选用乙撑双硬酯酰胺、改性乙撑双硬酯酰胺、硅酮、金属皂盐、油酸酰胺、芥酸酰胺中的一种或几种。
9.一种耐化学腐蚀高抗冲长碳链尼龙母料，其制备方法包括，（1）将所述长碳链尼龙、相容剂型增韧剂和热稳定剂在高速混合机中混合，得到预混物；（2）将上述预混物经螺杆挤出机挤出切粒，得到所述的长碳链尼龙母料。
10.一种耐化学腐蚀高抗冲长碳链尼龙母料，其应用包括，将所述长碳链尼龙母料与尼龙6、尼龙66、聚碳酸酯、聚酯、聚苯醚和丙烯腈－丁二烯－苯乙烯三元共聚物中的一种或几种工程塑料加热熔融混合后，得到塑料复合材料。
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