CN103613922A - 一种高阻隔纳米pa6纳米复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高阻隔纳米PA6纳米复合材料，其是由以下质量份的原料组成：75-95份的PA6、5-20份的阻隔料、2-4份的增韧剂、0.1-0.3份的抗氧剂；所述的阻隔料是这样制备的：1）将己内酰胺放入反应釜中，加入纳米蒙脱土、纳米凹凸棒、纳米二氧化硅；2）再加入氢氧化钠，抽真空，加热，再加入TDI，反应2-4h；3）30min-2h内降温至室温，开始降温的同时开启搅拌，降温至室温时停止搅拌，出料即可。本发明的复合材料具有较好的阻隔性能，同时，所得的复合材料也具有较好的力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种高阻隔纳米PA6纳米复合材料及其制备方法。
背景技术
尼龙是聚酰胺的统称，是五大通用工程塑料中产量最大、品种最多、应用最广、综合性能最优良的挤出树脂。在聚酰胺树脂中，尼龙6和尼龙66的产量与消耗量最大，约占总聚酰胺的90%左右，尼龙主要在力学、化学、热学性能等方面有突出的特点。
目前对尼龙的改性主要集中在降低尼龙的吸水率改性或者力学性能改性，然而，在阻隔改性方面却表现平平，尤其是，对PA改性时没有很好的兼顾力学性能与阻隔性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高阻隔纳米PA6纳米复合材料及其制备方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种高阻隔纳米PA6纳米复合材料，其是由以下质量份的原料组成：75-95份的PA6、5-20份的阻隔料、2-4份的增韧剂、0.1-0.3份的抗氧剂；所述的阻隔料是这样制备的：
1）将己内酰胺放入反应釜中，加入纳米蒙脱土、纳米凹凸棒、纳米二氧化硅；
2）再加入氢氧化钠，抽真空，加热，再加入TDI，反应2-4h；
3）30min-2h内降温至室温，开始降温的同时开启搅拌，降温至室温时停止搅拌，出料即可。
步骤1）中，纳米蒙脱土、纳米凹凸棒、纳米二氧化硅的质量比为（20-25）：（4-6）：1。
步骤1）中，己内酰胺的质量与纳米蒙脱土、纳米凹凸棒、纳米二氧化硅的总质量之比为1:15-20。
氢氧化钠与己内酰胺的用量比为：0.7-0.9mol：100ml。
TDI与己内酰胺的用量比为：0.2-0.4mol：100ml。
步骤2）中，加热至140-185℃。
所述的增韧剂包括乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物。
所述的抗氧剂包括亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂。
一种高阻隔纳米PA6纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1）将各原料混合均匀；
2）将混合均匀的原料置于挤出机中熔融挤出、造粒即可。
本发明的有益效果是：本发明的复合材料具有较好的阻隔性能，同时，所得的复合材料也具有较好的力学性能。
具体实施方式
一种高阻隔纳米PA6纳米复合材料，其是由以下质量份的原料组成：75-95份的PA6、5-20份的阻隔料、2-4份的增韧剂、0.1-0.3份的抗氧剂；
所述的增韧剂包括乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物。
所述的抗氧剂包括亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂。
所述的阻隔料是这样制备的：
1）将己内酰胺放入反应釜中，加入纳米蒙脱土、纳米凹凸棒、纳米二氧化硅；
2）再加入氢氧化钠，抽真空，加热，再加入TDI（甲苯-2,4-二异氰酸酯），反应2-4h；
3）30min-2h内降温至室温，开始降温的同时开启搅拌，降温至室温时停止搅拌，出料即可。
步骤1）中，纳米蒙脱土、纳米凹凸棒、纳米二氧化硅的质量比为（20-25）：（4-6）：1。
步骤1）中，己内酰胺的质量与纳米蒙脱土、纳米凹凸棒、纳米二氧化硅的总质量之比为1:15-20。
氢氧化钠与己内酰胺的用量比为：0.7-0.9mol：100ml。
TDI与己内酰胺的用量比为：0.2-0.4mol：100ml。
步骤2）中，加热至140-185℃。
对应的，一种高阻隔纳米PA6纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1）将各原料混合均匀；
2）将混合均匀的原料置于挤出机中熔融挤出、造粒即可。
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明：
实施例1：
一种高阻隔纳米PA6纳米复合材料，其是由以下质量份的原料组成：80份的PA6、10份的阻隔料、3份的乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物、0.2份的抗氧剂1010；
所述的阻隔料是这样制备的：
1）将己内酰胺放入反应釜中，加入纳米蒙脱土、纳米凹凸棒、纳米二氧化硅；
2）再加入氢氧化钠，抽真空，加热至140℃，再加入TDI，反应2-4h；
3）降温至室温（降温时间：1h），开始降温的同时开启搅拌，降温至室温时停止搅拌，出料即可。
步骤1）中，纳米蒙脱土、纳米凹凸棒、纳米二氧化硅的质量比为20：4：1。
步骤1）中，己内酰胺的质量与纳米蒙脱土、纳米凹凸棒、纳米二氧化硅的总质量之比为1:15。
氢氧化钠与己内酰胺的用量比为：0.7mol：100ml。
TDI与己内酰胺的用量比为：0.2mol：100ml。
对应的，一种高阻隔纳米PA6纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1）将各原料混合均匀；
2）将混合均匀的原料置于挤出机中熔融挤出、造粒即可。
实施例2：
一种高阻隔纳米PA6纳米复合材料，其是由以下质量份的原料组成：75份的PA6、10份的阻隔料、2份的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、0.1份的抗氧剂1076；
所述的阻隔料是这样制备的：
1）将己内酰胺放入反应釜中，加入纳米蒙脱土、纳米凹凸棒、纳米二氧化硅；
2）再加入氢氧化钠，抽真空，加热至170℃，再加入TDI，反应2-4h；
3）降温至室温（降温时间：1.5h），开始降温的同时开启搅拌，降温至室温时停止搅拌，出料即可。
步骤1）中，纳米蒙脱土、纳米凹凸棒、纳米二氧化硅的质量比为22：5：1。
步骤1）中，己内酰胺的质量与纳米蒙脱土、纳米凹凸棒、纳米二氧化硅的总质量之比为1:18。
氢氧化钠与己内酰胺的用量比为：0.8mol：100ml。
TDI与己内酰胺的用量比为：0.35mol：100ml。
对应的，一种高阻隔纳米PA6纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1）将各原料混合均匀；
2）将混合均匀的原料置于挤出机中熔融挤出、造粒即可。
实施例3：
一种高阻隔纳米PA6纳米复合材料，其是由以下质量份的原料组成：95份的PA6、20份的阻隔料、4份的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、0.3份的抗氧剂1076；
所述的阻隔料是这样制备的：
1）将己内酰胺放入反应釜中，加入纳米蒙脱土、纳米凹凸棒、纳米二氧化硅；
2）再加入氢氧化钠，抽真空，加热至170℃，再加入TDI，反应2-4h；
3）降温至室温（降温时间：2h），开始降温的同时开启搅拌，降温至室温时停止搅拌，出料即可。
步骤1）中，纳米蒙脱土、纳米凹凸棒、纳米二氧化硅的质量比为25：6：1。
步骤1）中，己内酰胺的质量与纳米蒙脱土、纳米凹凸棒、纳米二氧化硅的总质量之比为1:20。
氢氧化钠与己内酰胺的用量比为：0.9mol：100ml。
TDI与己内酰胺的用量比为：0.4mol：100ml。
对应的，一种高阻隔纳米PA6纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1）将各原料混合均匀；
2）将混合均匀的原料置于挤出机中熔融挤出、造粒即可。
将实施例制备的复合材料与空白PA6进行对比，其结果如下表：
表1：复合材料与空白PA6的性能
注：水蒸汽透过率是将配方或PA6制成厚度为25.4μm的薄膜；水蒸汽透过率单位：g/m2·24h·38℃·100%RH。
Claims (9)
1.一种高阻隔纳米PA6纳米复合材料，其特征在于：其是由以下质量份的原料组成：75-95份的PA6、5-20份的阻隔料、2-4份的增韧剂、0.1-0.3份的抗氧剂；所述的阻隔料是这样制备的：
1）将己内酰胺放入反应釜中，加入纳米蒙脱土、纳米凹凸棒、纳米二氧化硅；
2）再加入氢氧化钠，抽真空，加热，再加入TDI，反应2-4h；
3）30min-2h内降温至室温，开始降温的同时开启搅拌，降温至室温时停止搅拌，出料即可。
2.根据权利要求1所述的一种高阻隔纳米PA6纳米复合材料，其特征在于：步骤1）中，纳米蒙脱土、纳米凹凸棒、纳米二氧化硅的质量比为（20-25）：（4-6）：1。
3.根据权利要求1所述的一种高阻隔纳米PA6纳米复合材料，其特征在于：步骤1）中，己内酰胺的质量与纳米蒙脱土、纳米凹凸棒、纳米二氧化硅的总质量之比为1:15-20。
4.根据权利要求1所述的一种高阻隔纳米PA6纳米复合材料，其特征在于：氢氧化钠与己内酰胺的用量比为：0.7-0.9mol：100ml。
5.根据权利要求1所述的一种高阻隔纳米PA6纳米复合材料，其特征在于：TDI与己内酰胺的用量比为：0.2-0.4mol：100ml。
6.根据权利要求1所述的一种高阻隔纳米PA6纳米复合材料，其特征在于：步骤2）中，加热至140-185℃。
7.根据权利要求1所述的一种高阻隔纳米PA6纳米复合材料，其特征在于：所述的增韧剂包括乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物。
8.根据权利要求1所述的一种高阻隔纳米PA6纳米复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂包括亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂。
9.权利要求1所述的一种高阻隔纳米PA6纳米复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）将各原料混合均匀；
2）将混合均匀的原料置于挤出机中熔融挤出、造粒即可。
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