專利名稱：：一種納米橡膠增韌尼龍材料的制備方法
技術領域：
：本發明涉及一種用納米橡膠改性尼龍合金及其制備方法，特別是高粘度尼龍的制備和改性方法。
背景技術：
：尼龍6，尼龍12是兩種可以通過陰離子開環聚合的聚酰胺。利用雙螺桿擠出機作為反應器合成單純的尼龍6或尼龍12的技術已經比較成熟。但當前在擠出機中原位對其改性的報道還很少見，相關產物的力學性能也不多。在增韌尼龍方面，采用添加彈性體和尼龍熔融共混是最常用的方法。這些彈性體包括POE、EPDM、SBS、SEBS、EVA、EPR、NBR等，大多數需要添加官能化的相容劑才能與尼龍有好的結合。用熔融共混來達到增韌的方法一般需要添加較多的彈性體(>10wt%)才能對性能有顯著的改善。
發明內容本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種抗沖擊性能優異，工藝流程簡單、能耗小、環保無污染的納米橡膠增韌尼龍材料的制備方法。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現一種納米橡膠增韌尼龍材料的制備方法，其特征在于，采用原位聚合法，將納米橡膠310wt^;基體尼龍81.896.93wt%;陰離子聚合引發劑0.058wtX;活化劑0.020.2wt^經預混合后直接喂入合成設備，控制合成溫度為150°C300°C，進行陰離子開環聚合反應，擠出造粒即得到尼龍合金。所述的基體尼龍由一種或多種內酰胺陰離子開環聚合合成。所述的內酰胺選自十二內酰胺、己內酰胺、辛內酰胺、吡咯垸酮中的一種或幾種。所述的納米橡膠的粒徑控制在50-400nm。所述的納米橡膠為全硫化或部分硫化橡膠，所述的納米橡膠的組分選自丁苯橡膠、丁腈橡膠、丙烯酸酯橡膠、硅橡膠、丁苯吡橡膠、氯丁橡膠中的一種或幾中，或選自上述橡膠經改性后帶有官能團的橡膠中的一種或幾種；所述的官能團包括羥基、羧基、酯基、酸酐、異氰酸酯基、酰氯基團、氨酯基團。所述的納米橡膠包括丁腈橡膠、硅橡膠、丙烯酸酯橡膠、羧基丁腈橡膠、羥基硅橡膠，優選丁腈橡膠、羥基硅橡膠。所述的陰離子聚合引發劑包括堿金屬氫化物、堿金屬氧化物、堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽及它們與內酰胺反應形成的產物。所述的陰離子聚合引發劑包括氫氧化鈉、氫化鈉、己內酰胺鈉、十二內酰胺鈉，優選己內酰胺鈉、十二內酰胺鈉。所述的活化劑選自酰化內酰胺、帶異氰酸酯、酸酐、酰氯、氨酯、脲基、酯基基團中的一種或幾種的物質；優選酰化內酰胺、帶異氰酸酯基團的物質。所述的合成設備包括密煉機、單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機、多螺桿擠出機，所述的合成溫度為180270°C。本發明通過在尼龍中添加改性組分粒徑在50-400nm的橡膠粉末，添加量為310wt%，并采用原位共混法，使納米橡膠和尼龍之間有良好的界面結合，使尼龍的沖擊性能有很大的提高，達到很好的增韌效果，達到脆韌轉變點所需的納米橡膠添加量最低只要4wtW，并對改性尼龍的加工性能沒有影響。與現有技術相比，本發明具有以下優點1.尼龍中加入了少量改性組分就能顯著提高抗沖擊性能，同時可以使材料更容易彎曲，而拉伸性能只有略微下降；2.工藝流程簡單、能耗小、環保無污染。圖1為5wt%NBR/PA12的脆斷形貌圖2為PA12，2%NBR/PA12，5%NBR/PA12三種材料的粘度角速度變化圖。具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明進行具體詳細說明。實施例配方見表l，產品性能見表2。力學性能的測試標準是ASTM。納米丁腈橡膠(顆粒尺寸100-150nm)3wt%，十二內酰胺鈉2wt%，十二內酰胺94,2wt^，乙酰化己內酰胺0.8wtX，在高混機中以1500rpm混合3分鐘。把混合后的料加入雙螺桿擠出機，反應溫度在250°C，螺桿轉速100rpm，喂料速度3kg/h.擠出后的料經造粒、干燥后，在25(TC注塑。力學性能見表2。納米橡膠在尼龍中的分散和界面結合情況如圖1所示，圖2是添加納米橡膠后的尼龍12流變性能，與純尼龍12對比黏度基本沒有變化，保持了基體尼龍的加工特性。實施例2和3的配方見表1，其操作同實施例1。實施例4己內酰胺91.5wt^，己內酰胺鈉2.5wt^，硅橡膠4wt^，TDI2wt%。先把硅橡膠和TDI在高混機中以1500rpm混合5分鐘，再加入己內酰胺和己內酰胺鈉后以1500rpm混合5分鐘。把混合后的料喂入螺桿，反應溫度在230°C，螺桿轉速100rpm，喂料速度3kg/h，擠出后的料經造粒、干燥后，在230"C注塑。實施例5和6的配方見續表1，其操作同實施例4。對比例1尼龍12(EMSL20G)95wt%，納米丁腈橡膠(顆粒尺寸100-150nm)5wt%，用相同的雙螺桿擠出機在25(TC共混，造粒、干燥后注塑樣條。力學性能見表2。對比例2尼龍6(YH-800)92wt%，羥基硅橡膠(顆粒尺寸100-150nm)8wt%，用相同的雙螺桿擠出機在25(TC共混，造粒、干燥后注塑樣條。力學性能見表2。表l.各實施例的配方。實施例丁腈橡十二內酰十二內酰乙酰化己內尼龍12(g)膠(g)胺鈉(g)胺(g)酰胺(g)130209428240209328350209228對比例150950表l.續實施例羥基硅己內酰胺己內酰胺TDI(g)尼龍6(g)6<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例7采用原位共混法，將粒為50nm的丙烯酸酯橡膠3wt^;基體尼龍96.93wt%;陰離子聚合引發劑氫氧化鈉0.05wt^;活化劑0.02wtX經預混合后直接喂入合成設備，控制合成溫度為150XrC，進行陰離子開環聚合反應，擠出造粒即得到尼龍A全n五o實施例8采用原位共混法，將粒為400nm的羧基丁腈橡膠10wt%;基體尼龍81.8wt%;陰離子聚合引發劑氫化鈉8wtQ/^;活化劑酰化內酰胺0.2wtX經預混合后直接喂入合成設備，控制合成溫度為30(TC，進行陰離子開環聚合反應，擠出造粒即得到尼龍合金。權利要求1.一種納米橡膠增韌尼龍材料的制備方法，其特征在于，采用原位聚合法，將納米橡膠3～10wt％；基體尼龍81.8～96.93wt％；陰離子聚合引發劑0.05～8wt％；活化劑0.02～0.2wt％經預混合后直接喂入合成設備，控制合成溫度為150℃～300℃，進行陰離子開環聚合反應，擠出造粒即得到尼龍合金。2.根據權利要求1所述的一種納米橡膠增韌尼龍材料的制備方法，其特征在于，所述的基體尼龍由一種或多種內酰胺陰離子開環聚合合成。3.根據權利要求2所述的一種納米橡膠增韌尼龍材料的制備方法，其特征在于，所述的內酰胺選自十二內酰胺、己內酰胺、辛內酰胺、吡咯烷酮中的一種或幾種。4.根據權利要求1所述的一種納米橡膠增韌尼龍材料的制備方法，其特征在于，所述的納米橡膠的粒徑控制在50-400nm。5.根據權利要求4所述的一種納米橡膠增韌尼龍材料的制備方法，其特征在于，所述的納米橡膠為全硫化或部分硫化橡膠，所述的納米橡膠的組分選自丁苯橡膠、丁腈橡膠、丙烯酸酯橡膠、硅橡膠、丁苯吡橡膠、氯丁橡膠中的一種或幾中，或選自上述橡膠經改性后帶有官能團的橡膠中的一種或幾種；所述的官能團包括羥基、羧基、酯基、酸酐、異氰酸酯基、酰氯基團、氨酯基團。6.根據權利要求1或4所述的一種納米橡膠增韌尼龍材料的制備方法，其特征在于，所述的納米橡膠包括丁腈橡膠、硅橡膠、丙烯酸酯橡膠、羧基丁腈橡膠、羥基硅橡膠，優選丁腈橡膠、羥基硅橡膠。7.根據權利要求1所述的一種納米橡膠增韌尼龍材料的制備方法，其特征在于，所述的陰離子聚合引發劑包括堿金屬氫化物、堿金屬氧化物、堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽及它們與內酰胺反應形成的產物。8.根據權利要求7所述的一種納米橡膠增韌尼龍材料的制備方法，其特征在于，所述的陰離子聚合引發劑包括氫氧化鈉、氫化鈉、己內酰胺鈉、十二內酰胺鈉，優選己內酰胺鈉、十二內酰胺鈉。9.根據權利要求1所述的一種納米橡膠增韌尼龍材料的制備方法，其特征在于，所述的活化劑選自酰化內酰胺、帶異氰酸酯、酸酐、酰氯、氨酯、脲基、酯基基團中的一種或幾種的物質；優選酰化內酰胺、帶異氰酸酯基團的物質。10.根據權利要求1所述的一種納米橡膠增韌尼龍材料的制備方法，其特征在于，所述的合成設備包括密煉機、單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機、多螺桿擠出機，所述的合成溫度為180270°C。全文摘要本發明涉及一種納米橡膠增韌尼龍材料的制備方法，采用原位聚合法，將納米橡膠3～10wt％；基體尼龍81.8～96.93wt％；陰離子聚合引發劑0.05～8wt％；活化劑0.02～0.2wt％經預混合后直接喂入合成設備，控制合成溫度為150℃～300℃，進行陰離子開環聚合反應，擠出造粒即得到尼龍合金。與現有技術相比，本發明具有抗沖擊性能優異，工藝流程簡單、能耗小、環保無污染等特點。文檔編號C08L33/14GK101555351SQ20081003592公開日2009年10月14日申請日期2008年4月10日優先權日2008年4月10日發明者杜立波,楊桂生,解廷秀申請人:上海杰事杰新材料股份有限公司