CN114031938B - 高温尼龙及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及尼龙制备技术领域，具体公开了一种高温尼龙及其制备方法。所述高温尼龙，由以下重量份原料组成：35‑50重量份尼龙6T、35‑50重量份尼龙12T、10‑20重量份弹性体、0.5‑1.5重量份抗氧剂和3‑8重量份功能化介孔二氧化硅纳米棒。本发明通过将功能化合物负载到介孔二氧化硅纳米棒上再与尼龙进行共混改性，工艺简单，效果显著，制得的高温尼龙兼具耐热氧老化性能和耐化学性能，具有良好的市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及尼龙制备技术领域，具体涉及一种高温尼龙及其制备方法。
背景技术
聚酰胺俗称尼龙，是在大分子主链重复结构中含有酰胺基团，并能形成一定氢键密度的高聚物的总称。在塑料应用中，因其具有优异的物理机械性能、电绝缘性能、耐油性、耐磨性、耐溶剂性、耐腐蚀性以及自润滑性等特定，已经成为用量最大、应用最广的工程塑料。根据单体组成，聚酰胺可以分为脂肪族聚酰胺、全芳香族聚酰胺和半芳香族聚酰胺。其中，半芳香族聚酰胺是指原料二元酸或二元胺单体中含有芳香环，在一定反应条件下经缩聚而成的一类聚酰胺，分子主链中由于存在耐热性能好的芳香环，又能形成氢键，使其结合了全芳香族聚酰胺和脂肪族聚酰胺的优点，具有优异的热性能、刚性、耐化学性、尺寸稳定性以及良好的加工性，主要产品有PA6T、PA9T、PA10T以及PA12T等，目前已被广泛应用于汽车领域、包装行业、运动器材、电子行业、航空领域等。
中国发明专利201410789880.5公开了一种高流动性高温尼龙及其制备方法，由30～85wt％高温尼龙盐、10～50wt％脂肪族尼龙盐、1～15wt％多胺、0.4～20wt％助剂和1～25wt％水共聚制成，所述助剂包括0.1～5wt％的热稳定剂、0.1～5wt％的抗氧剂、0.1～5wt％的封端剂和0.1～5wt％的催化剂。该申请采用共聚对高温尼龙进行改性属于化学改性，制得的改性尼龙比物理改性得到的改性尼龙的性能更加稳定。但是该高温尼龙性能较为单一，难以满足多元化的市场需求，因此研究一种综合性能优异的高温尼龙具有重要意义。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种高温尼龙及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
高温尼龙，由以下原料组成：尼龙6T、尼龙12T、弹性体、抗氧剂和功能化介孔二氧化硅纳米棒。
高温尼龙，由以下重量份原料组成：35-50重量份尼龙6T、35-50重量份尼龙12T、10-20重量份弹性体、0.5-1.5重量份抗氧剂和3-8重量份功能化介孔二氧化硅纳米棒。
所述弹性体为马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶中的任意一种。
所述抗氧剂为抗氧剂1098、抗氧剂KY2468、抗氧剂1520中的任意一种。
纳米二氧化硅由于其具有体积效应和量子隧道效应易产生渗透作用，可深入到高分子化合物的二键附近，与其电子云发生重叠，形成空间网状结构，从而大幅度提高了高分子材料的力学强度、韧性、耐磨性和耐老化性、抗紫外性等性能。而具有孔结构的介孔二氧化硅纳米棒因其具有孔径可调、形貌可控、孔道有序、比表面积大、表面易于修饰改性等优点，常被作为优异的纳米载体，用于活性分子的吸附和连续释放。
所述功能化介孔二氧化硅纳米棒的制备方法，包括以下步骤：
S1、将3-5重量份十六烷基三甲基溴化铵加入20-30重量份水中，超声分散均匀后加入0.3-0.5重量份磷脂酰胆碱，在室温下以1000-1500rpm的转速搅拌20-40min，然后加入20-30重量份20-30wt％的氨水继续搅拌1-3h，再加入10-20重量份原硅酸四乙酯继续搅拌3-5h，结束后，离心，洗涤，干燥，得到二氧化硅纳米棒；
S2、将步骤S1得到的全部二氧化硅纳米棒加入40-60重量份体积分数为10-15％的盐酸乙醇溶液中，在温度70-80℃下以400-800rpm的转速搅拌反应8-16h，结束后离心，洗涤，干燥，得到介孔二氧化硅纳米棒；
S3、将4-6重量份功能化合物加入15-30重量份丙酮中，在室温下以1200-1800rpm的转速搅拌20-40min，然后加入步骤S2得到的全部介孔二氧化硅纳米棒，继续搅拌12-24h，结束后离心，洗涤，干燥，得到功能化介孔二氧化硅纳米棒。
进一步地，所述功能化介孔二氧化硅纳米棒的制备方法，包括以下步骤：
S1、将3-5重量份十六烷基三甲基溴化铵加入20-30重量份水中，超声分散均匀后加入0.3-0.5重量份磷脂酰胆碱，在室温下以1000-1500rpm的转速搅拌20-40min，然后加入20-30重量份20-30wt％的氨水继续搅拌1-3h，再加入10-20重量份原硅酸四乙酯继续搅拌3-5h，结束后，离心，洗涤，干燥，得到二氧化硅纳米棒；
S2、将6-10重量份(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷加入250-310重量份无水乙醇中，在室温下以1000-1500rpm的转速搅拌10-20min，然后加入步骤S1得到的全部二氧化硅纳米棒，在温度65-75℃下以300-600rpm的转速搅拌反应8-15h，结束后离心，洗涤，干燥，得到改性二氧化硅纳米棒；
S3、将步骤S2得到的全部改性二氧化硅纳米棒加入40-60重量份体积分数为10-15％的盐酸乙醇溶液中，在温度70-80℃下以400-800rpm的转速搅拌反应8-16h，结束后离心，洗涤，干燥，得到改性介孔二氧化硅纳米棒；
S4、将4-6重量份功能化合物加入15-30重量份丙酮中，在室温下以1200-1800rpm的转速搅拌20-40min，然后加入步骤S3得到的全部改性介孔二氧化硅纳米棒，继续搅拌12-24h，结束后离心，洗涤，干燥，得到功能化介孔二氧化硅纳米棒。
本发明采用(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷对二氧化硅纳米棒改性，硅烷偶联剂中的甲氧基与二氧化硅纳米棒表面的硅羟基氢发生消除反应，形成牢固的化学键，从而将巯基官能团以化学键合的方式连接在二氧化硅纳米棒的表面，为功能化合物结合提供了活性中心；同时随着二氧化硅纳米棒表面硅羟基的消除，纳米载体与高分子基体之间的界面相容性也得到改善，从而提高了二氧化硅纳米棒在基体中的分散性。
所述功能化合物的制备方法如下：将1-3重量份盐酸二甲双胍和1-3重量份2,2-联吡啶加入50-80重量份丙酮中，以600-1000rpm的转速搅拌15-30min，再加入3-8重量份金属盐继续搅拌8-15min，然后在40-55℃下加热回流1-3h，最后将得到的混合液进行离心，取底部沉淀干燥，得到所述功能化合物。
所述金属盐为氯化铜二水合物和氧氯化锆八水合物的混合物，其中氯化铜二水合物和氧氯化锆八水合物的质量比为1:(1-3)。
本发明将盐酸二甲双胍和2,2-联吡啶作为双齿配体通过亚胺基团的两个氮原子和吡啶环基团分别作为配位位点与金属离子配位形成功能化合物，该功能化合物能够通过分子活性部分与纳米载体-改性介孔二氧化硅纳米棒之间的化学相互作用和结合亲和力，来增加化学键的密度并形成出色的保护屏障，在高分子基体之间形成致密的交联网络，从而提高尼龙性能。
本发明采用氯化铜二水合物和氧氯化锆八水合物二者复配作为金属盐，原因主要可能是由具有高原子量的八面体结构的锆离子形成的化合物具有更高的化学反应性，增强了功能化合物与改性介孔二氧化硅纳米棒之间的结合作用，从而提高交联强度；而由具有高效偶极矩的扭曲八面体结构的铜离子形成的化合物具有高的电子亲和性，占据二氧化硅纳米棒的部分介孔通道，增加化学键密度，减少自由体积交联，诱导基体内部的交联强度；二者协同增效，共同提高基体的交联强度，促进尼龙耐化学性能的提高。此外，根据高分子老化经典的马克三角原理，交联结构的引入可提高体系的耐老化性能。
所述高温尼龙的制备方法，包括以下步骤：
按配方将尼龙6T、尼龙12T和弹性体在75-85℃鼓风干燥箱中干燥8-15h，然后将尼龙6T、尼龙12T、弹性体、抗氧剂和功能化介孔二氧化硅纳米棒加入密炼机中密炼，再将密炼后的物料排入到螺杆挤出机中，熔融共混挤出造粒，得到所述高温尼龙。
所述密炼机的密炼温度为295-315℃，密炼反应时间8-12min。
所述螺杆挤出机的挤出工艺条件为一区275-285℃、二区295-305℃、三区315-325℃、四区315-325℃、五区315-325℃，螺杆转速为40-50r/min。
本发明具有以下有益之处：
1.本发明将介孔二氧化硅纳米棒作为纳米载体，然后将功能化合物负载到介孔二氧化硅纳米棒上，不仅有效限制了功能化合物分子在基体中的迁移，还实现了功能化合物中有效活性分子的连续释放。
2.本发明在制备介孔二氧化硅纳米棒时，先对二氧化硅纳米棒进行硅烷化改性，一方面是利用偶联剂中的甲氧基与二氧化硅纳米棒表面的硅羟基氢发生消除反应，形成牢固的化学键，从而将巯基官能团以化学键合的方式连接在二氧化硅纳米棒的表面，为功能化合物的结合提供了有效的反应活性中心；另一方面是二氧化硅纳米棒表面的硅羟基含量，纳米载体与高分子基体之间的界面相容性也得到改善，从而提高了载体在基体中的分散性，促进性能提升。
3.本发明介孔二氧化硅纳米棒功能化改性时采用双齿配体的配位位点与金属离子络合制备的功能化合物，通过分子活性部分与纳米载体-改性介孔二氧化硅纳米棒之间的化学相互作用和结合亲和力，来增加化学键的密度并形成出色的保护屏障，在高分子基体之间形成致密的交联网络，从而提高尼龙的耐化学性能和耐老化性能。
4.本发明通过将功能化合物负载到介孔二氧化硅纳米棒上制备功能化介孔二氧化硅纳米棒再与尼龙进行共混改性，工艺简单，效果显著，制得的高温尼龙兼具耐热氧老化性能和耐化学性能，具有良好的市场前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的上述发明内容作进一步的详细描述，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。
本申请中部分原料的介绍：
尼龙6T，简称PA6T，型号：C430N，由日本三井化学公司提供。
尼龙12T，简称PA12T，型号：NC010，由美国杜邦公司提供。
马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物，牌号：GR216，接枝马来酸酐含量：0.5-1％，断裂拉伸强度：9MPa，断裂伸长率：1000％，由美国陶氏公司提供。
实施例1
高温尼龙，由以下重量份原料组成：40重量份尼龙6T、40重量份尼龙12T、14重量份弹性体、1重量份抗氧剂1098和5重量份介孔二氧化硅纳米棒。
所述弹性体为马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物。
所述介孔二氧化硅纳米棒的制备方法，包括以下步骤：
S1、将3.5重量份十六烷基三甲基溴化铵加入25重量份水中，超声分散均匀后加入0.4重量份磷脂酰胆碱，在室温下以1200rpm的转速搅拌30min，然后加入25重量份25wt％的氨水继续搅拌2h，再加入15重量份原硅酸四乙酯继续搅拌4h，结束后，离心，洗涤，干燥，得到二氧化硅纳米棒；
S2、将步骤S1得到的全部二氧化硅纳米棒加入50重量份体积分数为13％的盐酸乙醇溶液中，在温度75℃下以500rpm的转速搅拌反应12h，结束后离心，洗涤，干燥，得到介孔二氧化硅纳米棒。
所述高温尼龙的制备方法，包括以下步骤：
按照配方将尼龙6T、尼龙12T和弹性体在80℃鼓风干燥箱中干燥12h，然后将尼龙6T、尼龙12T、弹性体、抗氧剂1098和介孔二氧化硅纳米棒加入密炼机中密炼，再将密炼后的物料排入到螺杆挤出机中，熔融共混挤出造粒，得到所述高温尼龙。
所述密炼机的密炼温度为305℃，密炼反应时间10min。
所述螺杆挤出机的挤出工艺条件为一区280℃、二区300℃、三区320℃、四区320℃、五区320℃，螺杆转速为46r/min。
实施例2
高温尼龙，由以下重量份原料组成：40重量份尼龙6T、40重量份尼龙12T、14重量份弹性体、1重量份抗氧剂1098和5重量份功能化介孔二氧化硅纳米棒。
所述弹性体为马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物。
所述功能化介孔二氧化硅纳米棒的制备方法，包括以下步骤：
S1、将3.5重量份十六烷基三甲基溴化铵加入25重量份水中，超声分散均匀后加入0.4重量份磷脂酰胆碱，在室温下以1200rpm的转速搅拌30min，然后加入25重量份25wt％的氨水继续搅拌2h，再加入15重量份原硅酸四乙酯继续搅拌4h，结束后，离心，洗涤，干燥，得到二氧化硅纳米棒；
S2、将步骤S1得到的全部改性二氧化硅纳米棒加入50重量份体积分数为13％的盐酸乙醇溶液中，在温度75℃下以500rpm的转速搅拌反应12h，结束后离心，洗涤，干燥，得到介孔二氧化硅纳米棒；
S3、将5重量份功能化合物加入20重量份丙酮中，在室温下以1500rpm的转速搅拌30min，然后加入步骤S2得到的全部介孔二氧化硅纳米棒，继续搅拌18h，结束后离心，洗涤，干燥，得到功能化介孔二氧化硅纳米棒。
所述功能化合物的制备方法如下：将2重量份盐酸二甲双胍和1.6重量份2,2-联吡啶加入70重量份丙酮中，以800rpm的转速搅拌20min，再加入5重量份氯化铜二水合物继续搅拌10min，然后在50℃下加热回流2h，最后将得到的混合液进行离心，取底部沉淀干燥，得到所述功能化合物。
所述高温尼龙的制备方法，包括以下步骤：
按照配方将尼龙6T、尼龙12T和弹性体在80℃鼓风干燥箱中干燥12h，然后将尼龙6T、尼龙12T、弹性体、抗氧剂1098和功能化介孔二氧化硅纳米棒加入密炼机中密炼，再将密炼后的物料排入到螺杆挤出机中，熔融共混挤出造粒，得到所述高温尼龙。
所述密炼机的密炼温度为305℃，密炼反应时间10min。
所述螺杆挤出机的挤出工艺条件为一区280℃、二区300℃、三区320℃、四区320℃、五区320℃，螺杆转速为46r/min。
实施例3
高温尼龙，由以下重量份原料组成：40重量份尼龙6T、40重量份尼龙12T、14重量份弹性体、1重量份抗氧剂1098和5重量份功能化介孔二氧化硅纳米棒。
所述弹性体为马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物。
所述功能化介孔二氧化硅纳米棒的制备方法，包括以下步骤：
S1、将3.5重量份十六烷基三甲基溴化铵加入25重量份水中，超声分散均匀后加入0.4重量份磷脂酰胆碱，在室温下以1200rpm的转速搅拌30min，然后加入25重量份25wt％的氨水继续搅拌2h，再加入15重量份原硅酸四乙酯继续搅拌4h，结束后，离心，洗涤，干燥，得到二氧化硅纳米棒；
S2、将7.5重量份(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷加入300重量份无水乙醇中，在室温下以1200rpm的转速搅拌15min，然后加入步骤S1得到的全部二氧化硅纳米棒，在温度70℃下以500rpm的转速搅拌反应12h，结束后离心，洗涤，干燥，得到改性二氧化硅纳米棒；
S3、将步骤S2得到的全部改性二氧化硅纳米棒加入50重量份体积分数为13％的盐酸乙醇溶液中，在温度75℃下以500rpm的转速搅拌反应12h，结束后离心，洗涤，干燥，得到改性介孔二氧化硅纳米棒；
S4、将5重量份功能化合物加入20重量份丙酮中，在室温下以1500rpm的转速搅拌30min，然后加入步骤S3得到的全部改性介孔二氧化硅纳米棒，继续搅拌18h，结束后离心，洗涤，干燥，得到功能化介孔二氧化硅纳米棒。
所述功能化合物的制备方法如下：将2重量份盐酸二甲双胍和1.6重量份2,2-联吡啶加入70重量份丙酮中，以800rpm的转速搅拌20min，再加入5重量份氯化铜二水合物继续搅拌10min，然后在50℃下加热回流2h，最后将得到的混合液进行离心，取底部沉淀干燥，得到所述功能化合物。
所述高温尼龙的制备方法，包括以下步骤：
按照配方将尼龙6T、尼龙12T和弹性体在80℃鼓风干燥箱中干燥12h，然后将尼龙6T、尼龙12T、弹性体、抗氧剂1098和功能化介孔二氧化硅纳米棒加入密炼机中密炼，再将密炼后的物料排入到螺杆挤出机中，熔融共混挤出造粒，得到所述高温尼龙。
所述密炼机的密炼温度为305℃，密炼反应时间10min。
所述螺杆挤出机的挤出工艺条件为一区280℃、二区300℃、三区320℃、四区320℃、五区320℃，螺杆转速为46r/min。
实施例4
高温尼龙，由以下重量份原料组成：40重量份尼龙6T、40重量份尼龙12T、14重量份弹性体、1重量份抗氧剂1098和5重量份功能化介孔二氧化硅纳米棒。
所述弹性体为马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物。
所述功能化介孔二氧化硅纳米棒的制备方法，包括以下步骤：
S1、将3.5重量份十六烷基三甲基溴化铵加入25重量份水中，超声分散均匀后加入0.4重量份磷脂酰胆碱，在室温下以1200rpm的转速搅拌30min，然后加入25重量份25wt％的氨水继续搅拌2h，再加入15重量份原硅酸四乙酯继续搅拌4h，结束后，离心，洗涤，干燥，得到二氧化硅纳米棒；
S2、将7.5重量份(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷加入300重量份无水乙醇中，在室温下以1200rpm的转速搅拌15min，然后加入步骤S1得到的全部二氧化硅纳米棒，在温度70℃下以500rpm的转速搅拌反应12h，结束后离心，洗涤，干燥，得到改性二氧化硅纳米棒；
S3、将步骤S2得到的全部改性二氧化硅纳米棒加入50重量份体积分数为13％的盐酸乙醇溶液中，在温度75℃下以500rpm的转速搅拌反应12h，结束后离心，洗涤，干燥，得到改性介孔二氧化硅纳米棒；
S4、将5重量份功能化合物加入20重量份丙酮中，在室温下以1500rpm的转速搅拌30min，然后加入步骤S3得到的全部改性介孔二氧化硅纳米棒，继续搅拌18h，结束后离心，洗涤，干燥，得到功能化介孔二氧化硅纳米棒。
所述功能化合物的制备方法如下：将2重量份盐酸二甲双胍和1.6重量份2,2-联吡啶加入70重量份丙酮中，以800rpm的转速搅拌20min，再加入5重量份氧氯化锆八水合物继续搅拌10min，然后在50℃下加热回流2h，最后将得到的混合液进行离心，取底部沉淀干燥，得到所述功能化合物。
所述高温尼龙的制备方法，包括以下步骤：
按照配方将尼龙6T、尼龙12T和弹性体在80℃鼓风干燥箱中干燥12h，然后将尼龙6T、尼龙12T、弹性体、抗氧剂1098和功能化介孔二氧化硅纳米棒加入密炼机中密炼，再将密炼后的物料排入到螺杆挤出机中，熔融共混挤出造粒，得到所述高温尼龙。
所述密炼机的密炼温度为305℃，密炼反应时间10min。
所述螺杆挤出机的挤出工艺条件为一区280℃、二区300℃、三区320℃、四区320℃、五区320℃，螺杆转速为46r/min。
实施例5
高温尼龙，由以下重量份原料组成：40重量份尼龙6T、40重量份尼龙12T、14重量份弹性体、1重量份抗氧剂1098和5重量份功能化介孔二氧化硅纳米棒。
所述弹性体为马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物。
所述功能化介孔二氧化硅纳米棒的制备方法，包括以下步骤：
S1、将3.5重量份十六烷基三甲基溴化铵加入25重量份水中，超声分散均匀后加入0.4重量份磷脂酰胆碱，在室温下以1200rpm的转速搅拌30min，然后加入25重量份25wt％的氨水继续搅拌2h，再加入15重量份原硅酸四乙酯继续搅拌4h，结束后，离心，洗涤，干燥，得到二氧化硅纳米棒；
S2、将7.5重量份(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷加入300重量份无水乙醇中，在室温下以1200rpm的转速搅拌15min，然后加入步骤S1得到的全部二氧化硅纳米棒，在温度70℃下以500rpm的转速搅拌反应12h，结束后离心，洗涤，干燥，得到改性二氧化硅纳米棒；
S3、将步骤S2得到的全部改性二氧化硅纳米棒加入50重量份体积分数为13％的盐酸乙醇溶液中，在温度75℃下以500rpm的转速搅拌反应12h，结束后离心，洗涤，干燥，得到改性介孔二氧化硅纳米棒；
S4、将5重量份功能化合物加入20重量份丙酮中，在室温下以1500rpm的转速搅拌30min，然后加入步骤S3得到的全部改性介孔二氧化硅纳米棒，继续搅拌18h，结束后离心，洗涤，干燥，得到功能化介孔二氧化硅纳米棒。
所述功能化合物的制备方法如下：将2重量份盐酸二甲双胍和1.6重量份2,2-联吡啶加入70重量份丙酮中，以800rpm的转速搅拌20min，再加入5重量份金属盐继续搅拌10min，然后在50℃下加热回流2h，最后将得到的混合液进行离心，取底部沉淀干燥，得到所述功能化合物。
所述金属盐为氯化铜二水合物和氧氯化锆八水合物的混合物，其中氯化铜二水合物和氧氯化锆八水合物的质量比为1:2。
所述高温尼龙的制备方法，包括以下步骤：
按照配方将尼龙6T、尼龙12T和弹性体在80℃鼓风干燥箱中干燥12h，然后将尼龙6T、尼龙12T、弹性体、抗氧剂1098和功能化介孔二氧化硅纳米棒加入密炼机中密炼，再将密炼后的物料排入到螺杆挤出机中，熔融共混挤出造粒，得到所述高温尼龙。
所述密炼机的密炼温度为305℃，密炼反应时间10min。
所述螺杆挤出机的挤出工艺条件为一区280℃、二区300℃、三区320℃、四区320℃、五区320℃，螺杆转速为46r/min。
测试例1
耐热氧老化性能测试：按照国家标准GB/T 1040.2-2006《塑料拉伸性能的测定第2部分：模塑和挤塑塑料的试验条件》用CMT-5104型万能试验机测试试样热氧老化前后的拉伸性能。将实施例制备的高温尼龙注塑加工成1BA型小试样，总长75mm，标距25mm，端部宽度10mm，厚度2mm，中间平行部分宽度5mm。拉伸测试条件：拉伸速度为20mm/min。热氧老化条件：将测试试样放入热氧老化实验箱中，设置实验温度为160℃，每隔一分钟通气一次，转速为30r/min，老化50d。每组试样5个，试验结果取5个试样数据的平均值。用拉伸强度保持率表示尼龙的耐热氧老化性能，保持率越大，耐热氧老化性能越好。
拉伸强度保持率(％)＝试样老化后的拉伸强度/试样未老化的拉伸强度×100％
表1耐热氧老化性能测试结果
| 拉伸强度保持率，％ | |
| 实施例1 | 71.7 |
| 实施例2 | 81.9 |
| 实施例3 | 88.3 |
| 实施例4 | 88.1 |
| 实施例5 | 92.4 |
以上结果可知，与实施例1相比，实施例2的耐热氧老化性能明显得到改善，这可能是由于先将介孔二氧化硅纳米棒作为纳米载体，再将功能化合物负载到介孔二氧化硅纳米棒上，能够有效限制功能化合物分子在基体中的迁移，同时实现功能化合物中有效活性分子的连续释放，促进耐热氧老化性能的提升。实施例3的拉伸强度保持率明显高于实施例2，原因可能是实施例3在制备介孔二氧化硅纳米棒时，先对二氧化硅纳米棒进行硅烷化改性，一方面是利用偶联剂中的甲氧基与二氧化硅纳米棒表面的硅羟基氢发生消除反应，形成牢固的化学键，从而将巯基官能团以化学键合的方式连接在二氧化硅纳米棒的表面，为功能化合物的结合提供了有效的反应活性中心；另一方面是二氧化硅纳米棒表面的硅羟基含量，纳米载体与高分子基体之间的界面相容性也得到改善，从而提高了功能化介孔二氧化硅纳米棒在基体中的分散性，促进性能提升。
测试例2
耐化学性能测试：按照国家标准GB/T 1040.2-2006《塑料拉伸性能的测定第2部分：模塑和挤塑塑料的试验条件》用CMT-5104型万能试验机测试试样化学腐蚀前后的拉伸性能。将实施例制备的高温尼龙注塑加工成1BA型小试样，总长75mm，标距25mm，端部宽度10mm，厚度2mm，中间平行部分宽度5mm。拉伸测试条件：拉伸速度为50mm/min，温度15℃，湿度10％RH。化学腐蚀条件：将测试试样分别放入装有1000mL乙二醇的烧杯中，在25℃下静置7d之后取出，用纱布将试样表面的介质处理干净，测试试样拉伸强度。每组试样5个，试验结果取5个试样数据的平均值。用拉伸强度保持率表示尼龙的耐化学性能，保持率越大，耐化学性能越好。
拉伸强度保持率(％)＝试样腐蚀后的拉伸强度/试样未腐蚀的拉伸强度×100％
表2耐化学性能测试结果
| 拉伸强度保持率，％ | |
| 实施例1 | 70.5 |
| 实施例2 | 78.8 |
| 实施例3 | 85.2 |
| 实施例4 | 85.0 |
| 实施例5 | 89.3 |
以上结果可知，本发明技术方案制备的高温尼龙具有良好的耐化学腐蚀性能。实施例5中采用采用氯化铜二水合物和氧氯化锆八水合物二者复配作为功能化合物中的金属盐，其拉伸强度保持率优于使用单一金属盐的实施例3或4，原因可能是由具有高原子量的八面体结构的锆离子形成的化合物具有更高的化学反应性，增强了功能化合物与改性介孔二氧化硅纳米棒之间的结合作用，从而提高交联强度；而由具有高效偶极矩的扭曲八面体结构的铜离子形成的化合物具有高的电子亲和性，占据二氧化硅纳米棒的部分介孔通道，增加化学键密度，减少自由体积交联，诱导基体内部的交联强度；二者协同增效，共同提高基体的交联强度，促进尼龙耐化学性能的提高。
Claims (4)
1.高温尼龙，其特征在于，由以下重量份原料组成：35-50重量份尼龙6T、35-50重量份尼龙12T、10-20重量份弹性体、0.5-1.5重量份抗氧剂和3-8重量份功能化介孔二氧化硅纳米棒；
所述功能化介孔二氧化硅纳米棒的制备方法，包括以下步骤：
S1、将3-5重量份十六烷基三甲基溴化铵加入20-30重量份水中，超声分散均匀后加入0.3-0.5重量份磷脂酰胆碱，在室温下以1000-1500rpm的转速搅拌20-40min，然后加入20-30重量份20-30wt%的氨水继续搅拌1-3h，再加入10-20重量份原硅酸四乙酯继续搅拌3-5h，结束后，离心，洗涤，干燥，得到二氧化硅纳米棒；
S2、将6-10重量份（3-巯基丙基）三甲氧基硅烷加入250-310重量份无水乙醇中，在室温下以1000-1500rpm的转速搅拌10-20min，然后加入步骤S1得到的全部二氧化硅纳米棒，在温度65-75℃下以300-600rpm的转速搅拌反应8-15h，结束后离心，洗涤，干燥，得到改性二氧化硅纳米棒；
S3、将步骤S2得到的全部改性二氧化硅纳米棒加入40-60重量份体积分数为10-15%的盐酸乙醇溶液中，在温度70-80℃下以400-800rpm的转速搅拌反应8-16h，结束后离心，洗涤，干燥，得到改性介孔二氧化硅纳米棒；
S4、将4-6重量份功能化合物加入15-30重量份丙酮中，在室温下以1200-1800rpm的转速搅拌20-40min，然后加入步骤S3得到的全部改性介孔二氧化硅纳米棒，继续搅拌12-24h，结束后离心，洗涤，干燥，得到功能化介孔二氧化硅纳米棒；
所述功能化合物的制备方法如下：将1-3重量份盐酸二甲双胍和1-3重量份2,2-联吡啶加入50-80重量份丙酮中，以600-1000rpm的转速搅拌15-30min，再加入3-8重量份金属盐继续搅拌8-15min，然后在40-55℃下加热回流1-3h，最后将得到的混合液进行离心，取底部沉淀干燥，得到所述功能化合物。
2.如权利要求1所述的高温尼龙，其特征在于，所述弹性体为马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶中的任意一种。
3.如权利要求1所述的高温尼龙，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1098、抗氧剂1520中的任意一种。
4.如权利要求1所述高温尼龙的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按配方将尼龙6T、尼龙12T和弹性体在75-85℃鼓风干燥箱中干燥8-15h，然后将尼龙6T、尼龙12T、弹性体、抗氧剂和功能化介孔二氧化硅纳米棒加入密炼机中密炼，再将密炼后的物料排入到螺杆挤出机中，熔融共混挤出造粒，得到所述高温尼龙。
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| CN111117220A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-08 | 会通新材料(上海)有限公司 | 一种具有永久静电耗散功能的聚酰胺组合物及其应用 |
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| CN114031938A (zh) | 2022-02-11 |
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