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Abstract

本发明公开了一种PA6/AES复合材料及其制备方法,复合材料按重量份计包括如下组分:40‑70份PA6;15‑30份AES高胶粉;5‑30份丙烯腈‑苯乙烯共聚物;3‑8份相容剂;0.2‑0.6份小分子吸收剂;0.1‑0.5份抗氧剂;0.2‑0.5份润滑剂。本公开的PA6/AES复合材料通过添加适量的相容剂,有利于提高复合材料的耐候性能;AES高胶粉中的橡胶的粒径较大,在冲击断裂时,可以有效的吸收断裂能量,提高复合材料的冲击性能;通过添加适量的小分子吸收剂,可以吸收在加工过程中产生的小分子物质,从而提高复合材料的热稳定性。

Description

一种PA6/AES复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域,更具体地,涉及一种PA6/AES复合材料及其制备方法。
背景技术
PA6(聚酰胺6)具有优良的机械强度、耐磨性、自润滑性和耐腐蚀性,是最重要的工程塑料之一。但PA6存在吸水率高、尺寸稳定性、低温和干态冲击低等问题,大大限制了其在某些领域的应用。为了扩大应用范围,可将ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)和PA6共混获得的PA6/ABS复合粟材料,这种材料兼备了ABS与PA6的优点。
但PA6/ABS材料耐候性较差,且低温韧性不足,在户外低温或阳光直射的环境下难以直接使用。
因此,如何提供一种耐候性佳,热稳定性好的PA6的复合材料成为本领域亟需解决的技术难题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种耐候性佳,热稳定性好的PA6/AES复合材料的新技术方案。
根据本发明的第一方面,提供了一种PA6/AES复合材料。
该PA6/AES复合材料按重量份计包括如下组分:
Figure BDA0001872694170000011
Figure BDA0001872694170000021
所述PA6的相对粘度为1.8-2.8Pa·S;
所述AES高胶粉的粒径大于或等于200nm;
所述小分子吸收剂为多孔硅酸盐矿物,且所述小分子吸收剂的粒径0.5-5μm。
可选的,所述AES高胶粉中的三元乙丙橡胶的粒径为200-450nm,重均分子量为115000-140000。
可选的,所述A丙烯腈-苯乙烯共聚物中的丙烯腈的质量百分含量为23%-33%,重均分子量为110000-150000。
可选的,所述相容剂为苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐共聚物,其中马来酰亚胺的质量百分含量为30-45%,马来酸酐的质量百分含量为5-10%。
可选的,所述小分子吸收剂为沸石粉。
可选的,所述抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯和双(2.4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的至少一种。
可选的,所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、碱土金属的硬脂酸盐、聚乙烯蜡中的至少一种。
根据本发明的第二方法,提供了一种PA6/AES复合材料的制备方法。
该PA6/AES复合材料的制备方法包括以下步骤:
(1)将PA6和相容剂分别在100℃-120℃下干燥2-4小时;
(2)称取定量的PA6、丙烯腈-苯乙烯共聚物、AES高胶粉、相容剂、小分子吸收剂、抗氧剂和润滑剂,在高混机中混合2-5min,转速为400-1000rpm,得到混合料;
(3)将混合料送入双螺杆挤出机,经过熔融、挤出、水冷、风干和切粒后即得到PA6/AES复合材料。
可选的,所述步骤(3)具体为:
将步骤(2)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒,所述双螺杆挤出机包括顺次排布的七个温度区,一区温度为200~220℃,二区温度为250~270℃,三区温度为250~270℃,四区温度为250~270℃,五区温度为240~260℃,六区温度为240~260℃,机头温度为220~240℃,螺杆转速为250~450r/min,即得到PA6/AES复合材料。
本公开的PA6/AES复合材料通过添加适量的相容剂,有利于提高复合材料的耐候性能;AES高胶粉中的橡胶的粒径较大,在冲击断裂时,可以有效的吸收断裂能量,提高复合材料的冲击性能;通过添加适量的小分子吸收剂,可以吸收在加工过程中产生的小分子物质,从而提高复合材料的热稳定性。
具体实施方式
现在将详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
本公开提供了一种PA6/AES复合材料,按重量份计包括如下组分:
40-70份PA6。PA6的相对粘度为1.8-2.8Pa·S,以保证PA6与其它组分之间的相容性。
15-30份AES高胶粉,AES高胶粉的粒径大于或等于200nm。AES高胶粉中的橡胶的粒径较大,在冲击断裂时,可以有效的吸收断裂能量,提高复合材料的冲击性能。具体实施时,AES高胶粉中的三元乙丙橡胶的粒径为200-450nm,重均分子量为115000-140000。
5-30份丙烯腈-苯乙烯共聚物(SAN树脂)。具体实施时,丙烯腈-苯乙烯共聚物中的丙烯腈的质量百分含量为23%-33%,重均分子量为110000-150000。
3-8份相容剂。通过添加适量的相容剂,有利于提高复合材料的耐候性能。具体实施时,相容剂为苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐共聚物,其中马来酰亚胺的质量百分含量为30-45%,马来酸酐的质量百分含量为5-10%
0.2-0.6份小分子吸收剂。通过添加适量的小分子吸收剂,可以吸收在加工过程中产生的小分子物质,从而提高复合材料的热稳定性。具体实施时,小分子吸收剂为沸石粉。
0.1-0.5份抗氧剂。具体实施时,抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(简称抗氧剂1076)、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(简称抗氧剂1098)、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(简称抗氧剂168)和双(2.4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(简称抗氧剂627A)中的至少一种。
0.2-0.5份润滑剂。具体实施时,润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)、碱土金属的硬脂酸盐、聚乙烯蜡中的至少一种。
本公开的PA6/AES复合材料通过添加适量的相容剂,有利于提高复合材料的耐候性能;AES高胶粉中的橡胶的粒径较大,在冲击断裂时,可以有效的吸收断裂能量,提高复合材料的冲击性能;通过添加适量的小分子吸收剂,可以吸收在加工过程中产生的小分子物质,从而提高复合材料的热稳定性。
本公开还提供了一种PA6/AES复合材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤(1):将PA6和相容剂分别在100℃-120℃下干燥2-4小时。
步骤(2):称取定量的PA6、丙烯腈-苯乙烯共聚物、AES高胶粉、相容剂、小分子吸收剂、抗氧剂和润滑剂,在高混机中混合2-5min,转速为400-1000rpm,得到混合料。
步骤(3):将混合料送入双螺杆挤出机,经过熔融、挤出、水冷、风干和切粒后即得到PA6/AES复合材料。
步骤(3)具体可为:
将步骤(2)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒,所述双螺杆挤出机包括顺次排布的七个温度区,一区温度为200~220℃,二区温度为250~270℃,三区温度为250~270℃,四区温度为250~270℃,五区温度为240~260℃,六区温度为240~260℃,机头温度为220~240℃,螺杆转速为250~450r/min,即得到PA6/AES复合材料。
下述实施例中使用的PA6、AES高胶粉选用UMG的产品;SAN树脂选用锦湖的产品;相容剂选用DENKA的苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐共聚物产品。
此外,下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法,所使用的材料和试剂,如无特殊说明,均可从商业途径得到,实验中使用的设备如无特殊说明,均为本领域技术人员熟知的设备。
实施例1
(1)称取64份干燥后的PA6、18份AES高胶粉、15份SAN树脂、3份干燥后的相容剂、0.3份沸石粉、0.1份抗氧剂1098、0.2份抗氧剂627A、0.2润滑剂PETS混合并搅拌均匀,得到混合料;
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒,即得到PA6/AES复合材料A1,其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为:一区温度205℃,二区温度250℃,三区温度260℃,四区温度260℃,五区温度240℃,六区温度240℃,机头温度225℃,螺杆转速280r/min。
实施例2
(1)称取53份干燥后的PA6、22份AES高胶粉、20份SAN树脂、5份干燥后的相容剂、0.3份沸石粉、0.2份抗氧剂1098、0.2份抗氧剂627A、0.4份润滑剂PETS混合并搅拌均匀,得到混合料;
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒,即得到PA6/AES复合材料A2,其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为:一区温度215℃,二区温度260℃,三区温度260℃,四区温度260℃,五区温度250℃,六区温度250℃,机头温度235℃,螺杆转速350r/min。
实施例3
(1)称取43份干燥后的PA6、26份AES高胶粉、25份SAN树脂、6份干燥后的相容剂、0.3份沸石粉、0.2份抗氧剂1098、0.3份抗氧剂627A、0.4份润滑剂PETS混合并搅拌均匀,得到混合料;
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒,即得到PA6/AES复合材料A3,其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为:一区温度215℃,二区温度260℃,三区温度265℃,四区温度265℃,五区温度250℃,六区温度250℃,机头温度230℃,螺杆转速380r/min。
实施例4
(1)称取57份干燥后的PA6、28份AES高胶粉、10份SAN树脂、5份干燥后的相容剂、0.2份沸石粉、0.2份抗氧剂1098、0.2份抗氧剂627A、0.4份润滑剂PETS混合并搅拌均匀,得到混合料;
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒,即得到PA6/AES复合材料A4,其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为:一区温度215℃,二区温度250℃,三区温度255℃,四区温度255℃,五区温度250℃,六区温度250℃,机头温度230℃,螺杆转速400r/min。
对比例
(1)称取50份PA6、25份ABS树脂、25份SAN树脂、0.1份抗氧剂1098、0.2份抗氧剂627A、0.4份润滑剂PETS混合并搅拌均匀,得到混合料;
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒,即得到PA6/ABS复合材料B1,其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为:一区温度215℃,二区温度255℃,三区温度255℃,四区温度245℃,五区温度245℃,六区温度250℃,机头温度230℃,螺杆转速350r/min。
性能测试:
将上述PA6/AES复合材料A1-A4及PA6/ABS复合材料B1制备的高流动性高冲击复合材料用注塑机制成样条测试,测试结果如下表:
Figure BDA0001872694170000071
从上表可以看出,PA6/AES复合材料A1-A4相对于PA6/ABS复合材料B1,韧性提高了1.6-2.9倍,且拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、熔融指数也显著提高。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上例子仅是为了进行说明,而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本发明的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (6)

1.一种PA6/AES复合材料,其特征在于,按重量份计包括如下组分:
Figure FDA0002585908570000011
所述PA6的相对粘度为1.8-2.8Pa·S;
所述AES高胶粉的粒径大于或等于200nm,所述AES高胶粉中的三元乙丙橡胶的粒径为200-450nm,重均分子量为115000-140000;
所述相容剂为苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐共聚物,其中马来酰亚胺的质量百分含量为30-45%,马来酸酐的质量百分含量为5-10%;
所述小分子吸收剂为多孔硅酸盐矿物,且所述小分子吸收剂的粒径0.5-5μm,所述小分子吸收剂为沸石粉。
2.根据权利要求1所述的PA6/AES复合材料,其特征在于,所述丙烯腈-苯乙烯共聚物中的丙烯腈的质量百分含量为23%-33%,重均分子量为110000-150000。
3.根据权利要求1所述的PA6/AES复合材料,其特征在于,所述抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯和双(2.4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的PA6/AES复合材料,其特征在于,所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、碱土金属的硬脂酸盐、聚乙烯蜡中的至少一种。
5.一种权利要求1至4任一项中所述的PA6/AES复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将PA6和相容剂分别在100℃-120℃下干燥2-4小时;
(2)称取定量的PA6、丙烯腈-苯乙烯共聚物、AES高胶粉、相容剂、小分子吸收剂、抗氧剂和润滑剂,在高混机中混合2-5min,转速为400-1000rpm,得到混合料;
(3)将混合料送入双螺杆挤出机,经过熔融、挤出、水冷、风干和切粒后即得到PA6/AES复合材料。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)具体为:
将步骤(2)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒,所述双螺杆挤出机包括顺次排布的七个温度区,一区温度为200~220℃,二区温度为250~270℃,三区温度为250~270℃,四区温度为250~270℃,五区温度为240~260℃,六区温度为240~260℃,机头温度为220~240℃,螺杆转速为250~450r/min,即得到PA6/AES复合材料。
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