CN115926148A - 一种耐高温尺寸稳定的单体浇铸尼龙及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高温尺寸稳定的单体浇铸尼龙及其制备方法，所述单体浇铸尼龙由以下原料制成：已内酰胺单体100重量份，复合碘化物0.1～0.6重量份，氢氧化钠0.2～0.5重量份，活化剂0.3～0.6重量份。本发明制成的单体浇铸尼龙具有耐高温、尺寸稳定性好、使用寿命长等优点，可满足单体浇铸尼龙在高温和高湿度的的使用要求，扩大了单体浇铸尼龙的使用范围。

Description

一种耐高温尺寸稳定的单体浇铸尼龙及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种耐高温尺寸稳定的单体浇铸尼龙及其制备方法。
背景技术
单体浇铸尼龙具有力学性能好、耐磨、耐弱酸弱碱及有机溶剂等优良的综合性能，可用于制造多种机械零件，例如齿轮、滑轮、滑块及辊等产品，但这些成品存在因吸湿而尺寸变化，或者在高温环境中使用会老化等问题。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种高温下不会老化，并且在高湿度的环境中稳定性优异的单体浇铸尼龙。
本发明提供的技术方案是：
一种耐高温尺寸稳定的单体浇铸尼龙，由以下原料制成：已内酰胺单体100重量份，复合碘化物0.1～0.6重量份，氢氧化钠0.2～0.5重量份，活化剂0.3～0.6重量份；
所述复合碘化物为碘化钾与碘化铜按照重量比为(1～9)：1的比例复配而成，优选重量比为(3～9)：1，更优选为(6～8)：1。
在一种具体的实施方式中，活化剂为甲苯二异氰酸酯和列克纳胶的混合物，甲苯二异氰酸酯与列克纳胶的重量比为(1～9)：1，优选为(2～8)：1。
本发明中，在已内酰胺单体中加入碘化钾、碘化铜，通过催化剂-固化剂体系引发已内酰胺阴离子开环聚合反应，在常压下将反应物铸入已预热保湿模具中完成聚合并同时成型。模具可以为不锈钢材质的离心转动模具。
本发明还提供了上述耐高温尺寸稳定的单体浇铸尼龙的制备方法，包括以下具体步骤：
(1)活性料制备：将已内酰胺100重量份投入熔融釜中，加热熔融釜至已内酰胺熔融后，加入氢氧化钠0.2～0.5重量份，控制熔融釜内的压力为0.09～0.1MPa，真空脱水15-30min，加入复合碘化物0.1～0.6重量份，控制熔融釜温度为135℃-150℃；
(2)加热模具：将模具的底模和上模均匀涂抹脱模液并分别加热，待底模温度为150～170℃，上模温度为160℃～180℃，将模具的上模安装到底模上，准备浇铸；
(3)固化成型：将0.3～0.6份的活化剂注入熔融釜的活性料中，搅拌均匀，从模具注入口注入，同时开启离心机，离心时间控制在3-10min之间，关闭离心机电源，待离心机花盘静止不转后，打开模具；
(4)内应力处理：将固化成型的单体浇铸尼龙毛坯浸入水中浸煮4h以上，浸煮时间从水沸腾开始计算。
在一种具体的实施方式中，步骤(3)中离心机的转速为200-400rpm。
在一种具体的实施方式中，步骤(4)中单体浇铸尼龙毛坯的重量每增加1公斤，水煮时长增加1h。
本发明的有益效果：采用本发明的配方和制造方法制成的单体浇铸尼龙具有耐高温、尺寸稳定性好、使用寿命长等优点，可满足单体浇铸尼龙在高温和高湿度的的使用要求，扩大了单体浇铸尼龙的使用范围。同时，进一步推动了“以塑代钢”的行业发展趋势，减少了金属能源的消耗，起到了节能环保的作用。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
按照如下配料称取各原辅料：
原料名称 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
已内酰胺单体 100 100 100 100 100 100
碘化钾 0.12 0.16 0.20 0.24 0.28 0.32
碘化铜 0.28 0.24 0.20 0.16 0.12 0.08
氢氧化钠 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
甲苯二异氰酸酯 0.25 0.25 0.25 0.25 0.6 0.85
列克纳胶 0.25 0.25 0.25 0.25 0.20 0.20
按照下述步骤进行生产：
(1)活性料制备：将已内酰胺100重量份投入熔融釜中，连接好真空管并测温，加热熔融釜至已内酰胺熔融(125℃左右)时，加入催化剂氢氧化钠，开始真空脱水(此时熔融釜内的压力为0.1MPa)，脱水30min后，加入碘化钾和碘化铜，继续抽真空，熔融料保持沸腾反应，熔融釜温度控制为145℃；
(2)加热模具：将模具的底模和上模均匀涂抹脱模液并分别加热，待底模温度为160℃时，上模温度为170℃时，将模具的上模安装到底模上，准备浇铸；
(3)固化成型：将固化剂甲苯二异氰酸酯和列克纳胶的混合物注入熔融釜的活性料中，搅拌均匀，从模具注入口注入，同时开启离心机，离心时间控制在8min，关闭离心机电源，待离心机花盘静止不转后，打开模具加热箱出模；
(4)内应力处理：将固化成型的单体浇铸尼龙毛坯浸入水加热容器中，使之在水中浸煮4h以上，浸煮时间从水沸腾开始计算，浸煮时长以单体尼龙毛坯的重量进行计算(每增加1公斤，水煮时长增加1h)。
测试例
将按实施例配方生产出的单体浇铸尼龙及市面卖的普通尼龙进行各性能测试，测试结果表1所示：
表1
Figure BDA0003990817640000031
Figure BDA0003990817640000041
测试方法
结晶度：用差示扫描量热仪，将由以10℃/分钟的升温速度测量得到的峰面积求出的结晶部的熔融热量除以作为结晶度100％时的理论值的190J/g，计算结晶度。
拉伸强度和断裂伸长率：使用微机控制电子万能试验机，根据GB/T1040.2-2008进行测定。
耐热性：140℃的热风烘箱中，将为上述(2)中测定而制作的试样保持1000小时后，目视观察有无裂纹，并分别测定拉伸强度、断裂伸长率，与上述(2)中测定的值相比较。另外，在外观上发现裂纹的不进行拉伸强度等测定。
浸水尺寸变化率：将外径400mm、内径100mm、宽度90mm的单体浇铸尼龙轮放入25℃的水中浸泡30天，测定30天后外径、内径、宽度的变化量，计算出尺寸变化率。

Claims (5)

1.一种耐高温尺寸稳定的单体浇铸尼龙，其特征在于，由以下原料制成：已内酰胺单体100重量份，复合碘化物0.1～0.6重量份，氢氧化钠0.2～0.5重量份，活化剂0.3～0.6重量份；
所述复合碘化物为碘化钾与碘化铜按照重量比为(1～9)：1的比例复配而成，优选重量比为(3～9)：1，更优选为(6～8)：1。
2.根据权利要求1所述的单体浇铸尼龙，其特征在于，所述活化剂为甲苯二异氰酸酯和列克纳胶的混合物，甲苯二异氰酸酯与列克纳胶的重量比为(1～9)：1，优选为(2～8)：1。
3.一种权利要求1或2所述的单体浇铸尼龙的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
(1)活性料制备：将已内酰胺100重量份投入熔融釜中，加热熔融釜至已内酰胺熔融后，加入氢氧化钠0.2～0.5重量份，控制熔融釜内的压力为0.09～0.1MPa，真空脱水15-30min，加入复合碘化物0.1～0.6重量份，控制熔融釜温度为135℃-150℃；
(2)加热模具：将模具的底模和上模均匀涂抹脱模液并分别加热，待底模温度为150～170℃，上模温度为160℃～180℃，将模具的上模安装到底模上，准备浇铸；
(3)固化成型：将0.3～0.6份的活化剂注入熔融釜的活性料中，搅拌均匀，从模具注入口注入，同时开启离心机，离心时间控制在3-10min之间，关闭离心机电源，待离心机花盘静止不转后，打开模具；
(4)内应力处理：将固化成型的单体浇铸尼龙毛坯浸入水中浸煮4h以上，浸煮时间从水沸腾开始计算。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中离心机的转速为200-400rpm。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中单体浇铸尼龙毛坯的重量每增加1公斤，水煮时长增加1h。
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