CN105542449A - 一种纳米尼龙6复合材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公一种纳米尼龙6复合材料及其制备，包括以下步骤：(1)、混合：将PA6、尼龙6母粒、相容剂在搅拌机中混合均匀，放入主喂料口；(2)、通过双螺杆挤塑成型即可。本发明制备的复合材料具有优异的性能。对环境无污染，符合欧盟ROHs指令。

Description

一种纳米尼龙6复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种纳米尼龙6复合材料及其制备方法。
背景技术
塑料工业是20世纪以来的一个朝阳行业，主要在于应用范围广，容易多次重复使用而被人民接受。
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。
近年来，导热导电复合材料逐渐被开发，但是价格高昂、加工比较困难，所以采用新的材料已经迫在眉睫，随着石墨烯的性能逐渐显现，其耐热导电性能也被多数材料利用，但是由于纳米材料的容易团聚，在材料中挤塑很难显示出纳米特性。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种纳米尼龙6复合材料，包括以下质量份数的原料：60-90份的尼龙6、0-5份的相容剂、10-40份的尼龙6母粒。
优选的，尼龙6母粒为纳米蒙脱土母粒。
优选的，尼龙6母粒主要由以下质量份数的组分组成：尼龙640-60份，纳米蒙脱土25-50份，石墨烯3-10份。
优选的，纳米蒙脱土母粒的制备方法为：(1)、将钠基蒙脱土按1:(8-10)的质量比加入去离子水中，搅拌至均匀，加入稠化剂至粘稠；(2)、对步骤1所得的粘稠液体进行加热至60-85℃，加入改性剂至分层；(3)、分离出步骤(2)中的固体悬浮液，加入有机硅溶剂，搅拌均匀；(4)、由步骤(3)获得的乳液加入纳米石墨烯至均匀；(5)、由步骤(4)获得的乳液加入PA6颗粒中，搅拌均匀，加入抗氧剂，继续搅拌加热烘干，待水分降到0.05-0.2wt％；(6)、通过双螺杆挤塑成型，即为纳米蒙脱土母粒。
优选的，纳米石墨烯为单片层结构。
优选的，稠化剂为聚乙烯醇。
优选的，改性剂为氯化二乙基苄基油酰氨乙基铵类物质。
优选的，抗氧剂为1076、168、264和1010中的一种或多种。
优选的，有机硅溶剂为KH550、KH560、KH570中的一种。
优选的，抗氧剂为B215、B225和B900中的一种或多种。
优选的，所述的相容剂为接枝聚乙烯。
本发明还提供一种纳米尼龙6复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)、混合：将PA6、尼龙6母粒、相容剂在搅拌机中混合均匀，放入主喂料口；(2)、通过双螺杆挤塑成型即可。
优选的，所述的双螺杆加工温度为：205-255℃，螺杆的长径比为(40-48)：1。
优选的，所述的相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯共聚物。
进一步优选的，所述的双螺杆长径比为44：1。
优选的，其中双螺杆为平行双螺杆。
本发明还提供一种纳米蒙脱土母粒的制备方法，包括以下步骤：(1)、将100KG钠基蒙脱土按1:(8-10)的质量比加入去离子水中，以180-240RPM速度搅拌至均匀，加入稠化剂至粘稠；(2)、对步骤1所得的粘稠液体进行加热至60-85℃，加入30KG改性剂至分层；(3)、分离出步骤(2)中的固体悬浮液，在固体悬浮液中加入5L有机硅溶剂，搅拌均匀；(4)、由步骤(3)获得的乳液加入4KG纳米石墨烯至均匀；(5)、由步骤(4)获得的乳液加入PA6颗粒中，搅拌均匀，继续搅拌加热烘干，待水分降到0.05-0.2wt％，加入0.1KG的抗氧剂；(6)、通过双螺杆挤塑成型，即为纳米蒙脱土母粒。
优选的，纳米石墨烯为单片层结构。
优选的，所述的稠化剂为聚乙烯醇；所述的改性剂为氯化二乙基苄基油酰氨乙基铵类物质；有机硅溶剂为KH550、KH560、KH570中的一种。
优选的，所述的抗氧剂包括受阻酚抗氧剂或亚磷酸酯抗氧剂。
进一步优选的，所述的抗氧剂为B215、B225和B900中的一种或多种。
本发明的有益效果是：本发明制备的复合材料具有优异的性能。解决了纳米蒙脱土需要烘干的工业制备方法以及纳米石墨烯在塑料中不易搅拌的问题。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明：
尼龙6母粒包括以下质量份数的原料：58份的尼龙6、35份的纳米蒙脱土，5份的石墨烯、2份马来酸酐接枝聚乙烯。所采用的装置为平行双螺杆。
实施例1：
一种纳米尼龙6复合材料及其制备，其配方组成如下表：
表1：一种纳米尼龙6复合材料及其制备的配方组成
实施例2：
表2：一种纳米尼龙6复合材料及其制备的配方组成
原料 质量份
PA6 75
尼龙6母粒 232 -->
乙烯-丙烯酸甲酯共聚物 2
实施例3：
表3：一种纳米尼龙6复合材料及其制备的配方组成
原料 质量份
PA6 65
尼龙6母粒 33
乙烯-丙烯酸甲酯共聚物 2
实施例4：
表4：一种纳米尼龙6复合材料及其制备的配方组成
原料 质量份
PA6 60
尼龙6母粒 28
乙烯-丙烯酸甲酯共聚物 2
对比例1：
表5：纳米尼龙6复合材料及其制备的配方组成
对比例2：
表5：尼龙6配方组成
原料 质量份
PA6 89
抗氧剂1010 0.1
抗氧剂1076 0.1
硬脂酸钙 0.3
本发明的实施例的配方可通过常规技术成型例如利用双螺杆挤出机熔融挤出成型，熔融挤出的温度为205-255℃，螺杆转速：380～420转/min，螺杆长径比为40:1。
将实施例1，2，3、4制备的复合材料进行性能测试，所得的测试结果见下表：
表6：实施例所得复合材料的性能

Claims (10)

1.一种纳米尼龙6复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)、混合：将PA6、尼龙6母粒、相容剂在搅拌机中混合均匀，放入主喂料口；(2)、通过双螺杆挤塑成型即可。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的双螺杆加工温度为：205-255℃，螺杆的长径比为(40-48)：1。
3.据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯共聚物。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的双螺杆长径比为44：1。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中双螺杆为平行双螺杆。
6.一种纳米蒙脱土母粒的制备方法，包括以下步骤：(1)、将钠基蒙脱土按1:(8-10)的质量比加入去离子水中，搅拌至均匀，加入稠化剂至粘稠；(2)、对步骤1所得的粘稠液体进行加热至60-85℃，加入改性剂至分层；(3)、分离出步骤(2)中的固体悬浮液，在固体悬浮液中加入有机硅溶剂，搅拌均匀；(4)、由步骤(3)获得的乳液加入纳米石墨烯至均匀；(5)、由步骤(4)获得的乳液加入PA6颗粒中，搅拌均匀，继续搅拌加热烘干，待水分降到0.05-0.2wt％，加入抗氧剂；(6)、通过双螺杆挤塑成型，即为纳米蒙脱土母粒。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：纳米石墨烯为单片层结构。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的稠化剂为聚乙烯醇；所述的改性剂为氯化二乙基苄基油酰氨乙基铵类物质；有机硅溶剂为KH550、KH560、KH570中的一种。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的抗氧剂包括受阻酚抗氧剂或亚磷酸酯抗氧剂。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述的抗氧剂为B215、B225和B900中的一种或多种。
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