專利名稱：一種尼龍增韌劑及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及高分子材料領域，特別涉及一種尼龍增韌劑及其制備方法和應用。
背景技術：
尼龍是五大通用工程塑料之一，尼龍產量大、用途廣，具有優異的機械強度，耐熱、耐油、耐弱酸、耐堿和一般溶劑，無毒，無臭，電絕緣性好，耐候性好。尼龍的缺點是缺口沖擊性能一般，尤其是其低溫沖擊性能太低，如需使用在韌性要求高或低溫環境下，則需要對其進行增韌改性。熱塑性聚合物增韌的三種理論有機剛性粒子增韌理論、無機剛性粒子增韌理論和彈性體增韌理論。尼龍的增韌以彈性體增韌的效果最佳，即通過接枝的化學改性方法在柔軟的聚烯烴彈性體分子上接枝可與尼龍分子發生化學反應的極性單體，使聚烯烴彈性體以微小顆粒均勻的分散在尼龍基體中并與尼龍形成牢固的界面層，當受到外界沖擊時，柔軟的聚烯烴彈性體首先吸收能量，產生空洞化和屈服，進而通過界面傳遞引發銀紋和剪切帶，大量消耗能量，宏觀上起到提高材料沖擊強度的效果。在這一理論方法中，彈性體在體系中的分散尺寸以及彈性體與尼龍基體的界面結合力是整個材料沖擊性能優劣的關鍵，增韌劑流動性越好就越容易分散，它在體系中的粒徑就越小，另外，增韌劑與尼龍的界面結合力越強，受到沖擊使彈性體材料吸收的能量也越大，沖擊強度也就越高。公開號為CN 101096402A的中國專利申請公開了一種擴鏈增韌劑及其制備方法，該擴鏈增韌劑包括聚烯烴聚合物100重量份、接枝劑2 5重量份、引發劑0. 1 1. 0重量份、阻聚劑0. 10 0. 20重量份、抗氧劑0. 2重量份。該擴鏈增韌劑利用增韌劑中的反應基團提高了基體的分子量，使之在擴連同時具有增韌效果。申請號為200810110036. X的中國專利申請公開了一種尼龍增韌劑，該增韌劑包括三元乙丙膠，相容劑馬來酸酐，引發劑二苯丁烷苯甲酰、過氧化二異丙苯或過氧化叔丁基，相容劑甲基丙烯酸丙酯、丙酮或苯乙烯。以上專利申請公開的技術方案中都采用的是單一的接枝單體，無法和尼龍分子鏈端的氨基和羧基同時發生反應，反應活性單一，另外沒有對增韌劑的流動性進行改善，不能有效提高增韌劑的分散性，改性后的尼龍材料流動性能較差，影響后續注射加工生產，因此，具有一定的局限性。
發明內容
本發明提供了一種流動性能好的尼龍增韌劑，能夠增加與尼龍的反應活性，具有比一般增韌劑較好的增韌效果。本發明還提供了一種尼龍增韌劑的制備方法，其制備工藝簡單，可操作性強、重現性好，易于工業化生產。一種尼龍增韌劑，由以下重量百分比的原料制成烯烴聚合物 80% 90%;聚乙烯蠟5. 5% 15. 5%;
第一接枝單體0.5%--2.5% ；
第二接枝單體0.5%--2.5% ；
鏈引發劑0.2%--1.0% ；
接枝增效劑1.0%--5.0%。為了得到更好的發明效果，對本發明進行進一步的優選所述的尼龍增韌劑由以下重量百分比的原料制成烯烴聚合物 80% 90%;聚乙烯蠟5. 5% 15. 5%;第一接枝單體1.0%;第二接枝單體1.0%;鏈引發劑 0.5%;接枝增效劑 2.0%。所述的烯烴聚合物選用乙烯辛烯共聚物(POE)、三元乙丙橡膠(EPDM)中的一種或兩種。POE和EPDM具有較低的玻璃化轉變溫度，是目前最常用的增韌劑材料，其中EPDM的耐熱性能較POE好，可以適用于耐熱要求較高的增韌體系。所述的聚乙烯蠟的數均分子量為3000 6000。聚乙烯蠟與POE、EPDM具有良好的相容性，能有效提高增韌劑的流動性。所述的第一接枝單體選用馬來酸酐，所述的第二接枝單體選用甲基丙烯酸縮水甘油酯。馬來酸酐能與尼龍分子鏈上的氨基發生反應，而甲基丙烯酸縮水甘油酯能與尼龍分子鏈上的羧基發生反應，兩者同時使用提高了增韌劑的反應活性。所述的鏈引發劑選用2，5-二甲基-2，5-雙(過氧化叔丁基)己烷。由于2，5_ 二甲基-2，5-雙(過氧化叔丁基)己烷常溫下為液態，有利于分散混合，從而引發和促進反應的進行。所述的接枝增效劑選用苯乙烯。苯乙烯能有效提高接枝過程中的接枝率。所述的馬來酸酐、甲基丙烯酸縮水甘油酯、2，5- 二甲基-2，5-雙(過氧化叔丁基)己烷和苯乙烯可進一步優選為化學純等級的原料，化學純等級的原料能更好的保證尼龍增韌劑的接枝率。通過以上各組分的組合，在保證接枝率的前提下，聚乙烯蠟能有效的提高增韌劑的流動性，改善在增韌過程中增韌劑在尼龍基體中的分散性，降低分散尺寸，兩種接枝單體的復配能夠提高增韌劑的反應活性，達到提高增韌效果的目的。所述的尼龍增韌劑的制備方法，包括以下步驟1)將烯烴聚合物與聚乙烯蠟混合均勻后，加入雙螺桿擠出機中擠出后經過水冷、切粒和干燥，得到烯烴聚合物與聚乙烯蠟的擠出物；2)將步驟1)中的烯烴聚合物與聚乙烯蠟的擠出物、第一接枝單體、第二接枝單體、鏈引發劑和接枝增效劑混合均勻后，加入雙螺桿擠出機中擠出后經過水冷、切粒，得到尼龍增韌劑。步驟1)中，所述的混合可采用高速攪拌機，一般選用本領域常用的轉速為3000RPM(轉/分鐘)的高速攪拌機，混合的時間為0. 5min 1. 5min，可將物料混合均勻。所述的干燥條件優選在80°C 100°C下干燥2h 4h。
步驟1)中，所述的雙螺桿擠出機從進料段到機頭的第一溫度段至第八溫度段的溫度控制范圍分別為185°C 155°C，185°C 155°C，185°C 1；35 °C，185°C 1!35°C，145 °C 125°C，140°C 120°C，135°C 115°C，135°C 115°C，模頭的溫度為 175 °C 155°C。步驟幻中，所述的混合可采用高速攪拌機，一般選用本領域常用轉速為3000RPM的高速攪拌機，混合的時間為0. 5min 2. 5min，可將物料混合均勻。步驟2)中，所述的雙螺桿擠出機從進料段到機頭的第一溫度段至第八溫度段的溫度控制范圍分別為195°C 185°C，185°C 175°C，175°C 165°C，165°C 155 °C，165 °C 155°C，160°C 150°C，155°C 145°C，155°C 145 °C，，模頭的溫度為 185 °C 175°C。所述的尼龍增韌劑可用于制備增韌尼龍，能有效增加沖擊強度，同時改善了增韌后材料的流動性。與現有技術相比，本發明具有如下優點本發明尼龍增韌劑，具有較高的流動性和反應活性，在制備增韌尼龍中，增韌劑能更好地分散在尼龍基體中，提高了尼龍的沖擊強度，同時降低了增韌劑對尼龍材料流動性帶來的負面影響。本發明尼龍增韌劑的制備方法，操作簡單，可操作性強，可控性好，重現性好，易于工業化生產，具有較好的經濟效益。
具體實施例方式實施例1將POE(陶氏P0E8150)與聚乙烯蠟(日本三井420P，數均分子量為3000)按質量比80 15. 5加入高速攪拌機(轉速3000RPM)中混合Imin后加入雙螺桿擠出機中擠出，雙螺桿擠出機從進料段到機頭的第一溫度段至第八溫度段的溫度分別為170°c、170°c、16(rc、160°C、140°C、135°C、130°C、130°C，模頭溫度為160°C，擠出后經過常溫水冷、切粒(粒子直徑為4mm士0. 5mm，長度為4mm士0. 5mm)，然后干燥(90°C，2h)，得到POE與聚乙烯蠟的擠出物。
權利要求
1. 一種尼龍增韌劑，由以下重量百分比的原料制成烯烴聚合物80% 90% ；聚乙烯蠟5.5%-一 15. 5%第一接枝單體0.5%--2.5% ；第二接枝單體0.5%--2.5% ；鏈引發劑0.2%--1.0% ；接枝增效劑1.0%-、5. 0%。
2.根據權利要求1所述的尼龍增韌劑，其特征在于，所述的尼龍增韌劑由以下重量百分比的原料制成烯烴聚合物 80% 90%;聚乙烯蠟5. 5% 15.5%;第一接枝單體 1.0%;第二接枝單體 1.0%;鏈引發劑0.5%;接枝增效劑 2.0%。
3.根據權利要求1或2所述的尼龍增韌劑，其特征在于，所述的烯烴聚合物為乙烯辛烯共聚物、三元乙丙橡膠中的一種或兩種；或者，所述的聚乙烯蠟的數均分子量為3000 6000。
4.根據權利要求1或2所述的尼龍增韌劑，其特征在于，所述的第一接枝單體為馬來酸酐。
5.根據權利要求1或2所述的尼龍增韌劑，其特征在于，所述的第二接枝單體為甲基丙烯酸縮水甘油酯。
6.根據權利要求1或2所述的尼龍增韌劑，其特征在于，所述的鏈引發劑為2，5_二甲基-2，5-雙(過氧化叔丁基)己烷；或者，所述的接枝增效劑為苯乙烯。
7.根據權利要求1 6任一項所述的尼龍增韌劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟1)將烯烴聚合物與聚乙烯蠟混合均勻后，加入雙螺桿擠出機中擠出后經過水冷、切粒和干燥，得到烯烴聚合物與聚乙烯蠟的擠出物；2)將步驟1)中的烯烴聚合物與聚乙烯蠟的擠出物、第一接枝單體、第二接枝單體、鏈引發劑和接枝增效劑混合均勻后，加入雙螺桿擠出機中擠出后經過水冷、切粒，得到尼龍增韌劑。
8.根據權利要求7所述的尼龍增韌劑的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述的雙螺桿擠出機從進料段到機頭的第一溫度段至第八溫度段的溫度控制范圍分別為185°C (155 "C，185 "C 155 "C，185 "C 135 "C，185 "C 135 "C，145 "C 125 "C，140 "C 120 "C，i;35°C 115°C，i:35°C 115°C，模頭的溫度為 175°C 155°C。
9.根據權利要求7所述的尼龍增韌劑的制備方法，其特征在于，步驟幻中，所述的雙螺桿擠出機從進料段到機頭的第一溫度段至第八溫度段的溫度控制范圍分別為195°C (185 "C，185 "C 175 "C，175 "C 165 "C，165 "C 155 "C，165 "C 155 "C，160 "C 150 "C，155°C 145°C，155°C 145°C，模頭的溫度為 185°C 175°C。
10.根據權利要求1 6任一項所述的尼龍增韌劑在制備增韌尼龍中的應用。
全文摘要
本發明公開了一種尼龍增韌劑，由以下重量百分比的原料制成80％～90％烯烴聚合物、5.5％～15.5％聚乙烯蠟、0.5％～2.5％第一接枝單體、0.5％～2.5％第二接枝單體，0.2％～1.0％鏈引發劑和1.0％～5.0％接枝增效劑，該尼龍增韌劑具有較好的流動性，提高了其在尼龍體系中的分散能力，同時由于使用了兩種接枝單體，提高了與尼龍材料的反應活性，從而在提高尼龍的沖擊強度的同時，改善了材料的流動加工性能。本發明還公開了一種尼龍增韌劑的制備方法，其制備方法簡單，操作性強，可控性好，重現性好，易于工業化生產，具有較好的經濟效益。
文檔編號C08L51/06GK102391431SQ20111025657
公開日2012年3月28日 申請日期2011年9月1日 優先權日2011年9月1日
發明者張鑫, 田際波, 陳佰全, 黃志杰 申請人:上海俊爾新材料有限公司, 浙江俊爾新材料有限公司