專利名稱：聚丙烯增韌澆鑄尼龍及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種澆鑄尼龍及其制備方法，尤其是一種聚丙烯增韌澆鑄尼龍的組成及其制備方法，屬于尼龍加工技術領域。
背景技術：
MC尼龍又稱澆鑄尼龍,澆鑄尼龍的生產エ藝簡單,分子量大,性能優異，可以替代銅、鈀等有色金屬及其合金，MC尼龍制品作為工程塑料之一，它具有重量輕、強度高、自潤滑、耐磨、防腐、絕緣等多種獨特性能，以塑代鋼、性能卓越，用途極其廣泛，幾乎遍布所有的エ業領域，在國民經濟建設中發揮著重要的作用。在大尺寸、結構復雜的零件生產中具有突出的優點，如大口徑澆鑄尼龍管道、閥門、大尺寸滑輪等。但現有的澆鑄尼龍ー個明顯的缺 點是材料比較脆，具有明顯的低溫敏感性。因此，迫切需要提供ー種韌性強、成本低、抗沖擊強度高的澆鑄尼龍及其制備方法。
發明內容
本發明的目的是針對上述現有技術的不足，提供一種聚丙烯增韌澆鑄尼龍及其制備方法。本發明利用聚丙烯進行交聯改性，再添加到澆鑄尼龍聚合體系中，顯著提高澆鑄尼龍韌性。本發明的目的是通過以下技術方案實現的
聚丙烯增韌澆鑄尼龍，其組分包括己內酰胺單體、催化劑、活化劑和耐磨劑，其特征是，澆鑄尼龍還含有交聯聚丙烯組分，各組分的質量份分別為
己內酰胺100 ；
交聯聚丙烯5-20 ；
催化劑15 ;
活化劑:0. 15 ；
耐磨劑:0. 2-0. 6 ；
所述催化劑為氫氧化鈉、固體甲醇鈉、固體こ醇鈉中的ー種或兩種或兩種以上組合混配物；所述活化劑為甲苯ニ異氰酸酯；所述耐磨劑為ニ硫化鑰。所述交聯聚丙烯的原料是聚丙烯F401或聚丙烯T30S或均聚聚丙烯或共聚聚丙烯。所述交聯聚丙烯的凝膠含量為交聯聚丙烯質量的15%_45%。所述交聯聚丙烯/澆鑄尼龍共混體系中的交聯聚丙烯的交聯方法是化學交聯法或引發劑法、輻射法、光交聯法。聚丙烯增韌澆鑄尼龍的制備方法，其特征是包括以下步驟
1)備好制備交聯聚丙烯的材料こ烯基三甲氧基硅烷、苯こ烯、輻照瓶、鈷-60源室、丙酮、真空干燥箱及聚丙烯粉末；
2)將こ烯基三甲氧基硅烷和苯こ烯混合，得到混合液體；所述混合液體中こ烯基三甲氧基娃燒和苯乙稀的質量比為10 :1 ;
3)將聚丙烯粉末放入混合液體中浸泡10小時后并過濾；
4)將過濾好的聚丙烯粉末置于輻照瓶中，并向瓶中通氮氣去除瓶中的氧氣；
5)30分鐘后，將去除氧氣的輻照瓶密封并放入鈷-60源室內輻照I小時，輻射劑量率為IOkGy/h，得到輻射產物； 6)將輻射產物用丙酮清洗后放入加熱至90°C的水中浸泡10小時，獲得交聯聚丙烯；
7)將交聯聚丙烯放入110°C的真空干燥箱中進行真空干燥至恒重，交聯聚丙烯的凝膠含量為交聯聚丙烯質量的15%-45%，制得交聯聚丙烯粉末；
8)按各組分的質量份備好原料己內酰胺單體100、交聯聚丙烯粉末5-20、催化劑15、活化劑O. 15、耐磨劑O. 2-0. 6 ;所述催化劑為氫氧化鈉、固體甲醇鈉、固體乙醇鈉中的一種或兩種或兩種以上組合混配物，所述活化劑為甲苯二異氰酸酯，所述耐磨劑為二硫化鑰；
9)將己內酰胺單體熔融后放入130°C的真空干燥箱中進行真空干燥；
10)在步驟9)真空干燥的己內酰胺單體中加入催化劑后繼續真空干燥10分鐘；
11)攪拌步驟10)真空干燥獲得的物料，同時緩緩加入交聯聚丙烯粉末后滴加甲苯二異氰酸酯，再加入二硫化鑰，獲得聚丙烯增韌澆鑄尼龍共混反應體系；
12)將模具預熱且穩定在165°C，在聚丙烯增韌澆鑄尼龍共混反應體系粘度未顯著增加前把反應體系倒入模具中；
13)使模具溫度保持在165°C，將聚丙烯增韌澆鑄尼龍共混反應體系在模具中固化15分鐘后自然冷卻、脫模，得到聚丙烯增韌澆鑄尼龍。所述聚丙烯為聚丙烯F401或聚丙烯T30S或均聚聚丙烯或共聚聚丙烯粉末。又一種聚丙烯增韌澆鑄尼龍的制備方法，其特征是，包括以下步驟
1)備好制備交聯聚丙烯的擠出機、真空干燥箱、硅烷、引發劑及交聯聚丙烯的原料聚丙烯粉末，所述引發劑為過氧化異丙苯；
2)在聚丙烯粉末中加入聚丙烯粉末質量4%的硅烷和硅烷質量5%的過氧化異丙苯，得到混合物；
3)將混合物放入擠出機中擠出造粒；
4)將造粒放入加熱至90°C的水中浸泡I小時并過濾，得到交聯聚丙烯顆粒；
5)將交聯聚丙烯顆粒放入110°C的真空干燥箱進行真空干燥至恒重，交聯聚丙烯的凝膠含量為交聯聚丙烯質量的15-45%，制得交聯聚丙烯粉末；
6)按各組分的質量份備好原料己內酰胺單體100、交聯聚丙烯粉末5-20、催化劑15、活化劑O. 15、耐磨劑O. 2-0. 6 ;所述催化劑為氫氧化鈉、固體甲醇鈉、固體乙醇鈉中的一種或兩種或兩種以上組合混配物，所述活化劑為甲苯二異氰酸酯，所述耐磨劑為二硫化鑰；
7)將己內酰胺單體熔融后放入130°C的真空干燥箱中進行真空干燥；
8)在步驟7)真空干燥過的己內酰胺單體中加入催化劑后繼續真空干燥10分鐘；
9 )攪拌步驟8 )得到的物料，同時緩緩加入交聯聚丙烯粉末后，滴加甲苯二異氰酸酯后，再加入二硫化鑰，獲得聚丙烯增韌澆鑄尼龍共混反應體系；
10)將模具預熱且穩定在165°C，在聚丙烯增韌澆鑄尼龍共混反應體系粘度未顯著增加前把反應體系倒入模具中；
11)使模具溫度保持在165°C，將聚丙烯增韌澆鑄尼龍共混反應體系在模具中固化15分鐘后自然冷卻、脫模，得到聚丙烯增韌澆鑄尼龍。所述聚丙烯為聚丙烯F401或聚丙烯T30S或均聚聚丙烯或共聚聚丙烯粉末。本發明中的制備方法總體上分為兩大部分，首先用不同的方法制備交聯聚丙烯，然后將交聯聚丙烯粉末加入到制備澆鑄尼龍的體系中，經這種復合改性劑改性后的澆鑄尼龍材料性能明顯優于通用澆鑄尼龍。本發明可廣泛應用于滑輪、閥門等大型尼龍鑄造行業，同時顯著降低澆鑄尼龍產品的成本。本發明顯著提高澆鑄尼龍的韌性，沖擊強度提高70%以上，且拉伸強度損失很小(低于10%)，同時用交聯聚丙烯改性的澆鑄尼龍吸水率降低。
具體實施例方式聚丙烯增韌澆鑄尼龍，由己內酰胺單體、催化劑、活化劑、耐磨劑、交聯聚丙烯經混合、反應、澆鑄制成，各組分的質量份分別為
己內酰胺100 ；
交聯聚丙烯5-20 ；
催化劑15 ；
活化劑:0. 15 ;
耐磨劑:0. 2-0. 6 ；
所述催化劑為氫氧化鈉、固體甲醇鈉、固體こ醇鈉中的ー種或兩種或兩種以上組合混配物；所述活化劑為甲苯ニ異氰酸酯；所述耐磨劑為ニ硫化鑰。所述交聯聚丙烯/澆鑄尼龍共混體系中的交聯聚丙烯的交聯方法是化學交聯法或引發劑法、輻射法、光交聯法。所述交聯聚丙烯的原料是聚丙烯F401或聚丙烯T30S或均聚聚丙烯或共聚聚丙烯。所述交聯聚丙烯的凝膠含量為交聯聚丙烯質量的15%-45%。實施例I
聚丙烯增韌澆鑄尼龍的制備方法，其特征是包括以下步驟
1)備好制備交聯聚丙烯的設備、材料こ烯基三甲氧基硅烷、苯こ烯、輻照瓶、鈷-60源室、丙酮、真空干燥箱及聚丙烯F401 (或均聚聚丙烯)粉末；
2)將こ烯基三甲氧基硅烷和苯こ烯混合，得到混合液體；所述混合液體中こ烯基三甲氧基娃燒和苯こ稀的質量比為10 I ；
3)將聚丙烯F401粉末放入混合液體中浸泡10小時后并過濾；
4)將過濾好的聚丙烯F401粉末置于輻照瓶中，井向瓶中通氮氣去除瓶中的氧氣；
5)30分鐘后，將去除氧氣的輻照瓶密封并放入鈷-60源室內輻照I小吋，輻射劑量率為10 kGy/h，得到輻射產物；
6)將輻射產物用丙酮清洗后放入加熱至90°C的水中浸泡10小時，獲得交聯聚丙烯；
7)將交聯聚丙烯放入110°C的真空干燥箱中進行真空干燥至恒重，交聯聚丙烯的凝膠含量為交聯聚丙烯質量的15%，制得交聯聚丙烯粉末；
8)按各組分的質量份備好原料己內酰胺單體100、交聯聚丙烯粉末5-20、催化劑15、活化劑0. 15、耐磨劑0. 2-0. 6 ;所述催化劑為固體甲醇鈉(或氫氧化鈉或氫氧化鈉、固體甲醇鈉、固體こ醇鈉中的兩種或兩種以上組合混配物)，所述活化劑為甲苯ニ異氰酸酯，所述耐磨劑為ニ硫化鑰；
9)將己內酰胺單體熔融后放入130°C的真空干燥箱中進行真空干燥；10)在步驟9)真空干燥的己內酰胺單體中加入催化劑后繼續真空干燥10分鐘；
11)攪拌步驟10)真空干燥獲得的物料，同時緩緩加入交聯聚丙烯粉末后滴加甲苯二異氰酸酯，再加入二硫化鑰，獲得聚丙烯增韌澆鑄尼龍共混反應體系；
12)將模具預熱且穩定在165°C，在聚丙烯增韌澆鑄尼龍共混反應體系粘度未顯著增加前把反應體系倒入模具中；
13)使模具溫度保持在165°C，將聚丙烯增韌澆鑄尼龍共混反應體系在模具中固化15分鐘后自然冷卻、脫模，制得聚丙烯增韌澆鑄尼龍。制得聚丙烯增韌澆鑄尼龍經實驗檢測拉伸強度(MPa)為58，缺口沖擊強度(KJ/m2) 59. 2，采用MM-200型實驗機在干摩擦狀態摩擦磨損，加載200牛頓，實驗時間為60分鐘，磨損量(mm) 4. I。 實施例2
將實施例I中固體甲醇鈉改成固體乙醇鈉，其他條件不變，制得聚丙烯增韌澆鑄尼龍。制得聚丙烯增韌澆鑄尼龍經實驗檢測拉伸強度(MPa)為57，缺口沖擊強度(KJ/m2) 54. 3，采用MM-200型實驗機在干摩擦狀態摩擦磨損，加載200牛頓，實驗時間為60分鐘，磨損量(mm) 3. 3。實施例3
將實施例I中聚丙烯F401改成聚丙烯T30S，其他條件不變，制得聚丙烯增韌澆鑄尼龍。制得聚丙烯增韌澆鑄尼龍經實驗檢測拉伸強度(MPa)為59，缺口沖擊強度(KJ/m2) 55. 7，采用MM-200型實驗機在干摩擦狀態摩擦磨損，加載200牛頓，實驗時間為60分鐘，磨損量(mm) 4. O。實施例4
聚丙烯增韌澆鑄尼龍的制備方法，其特征是，包括以下步驟
1)備好制備交聯聚丙烯的擠出機、真空干燥箱、硅烷、引發劑及交聯聚丙烯的原料聚丙烯粉末，所述引發劑為過氧化異丙苯；
2)在聚丙烯粉末中加入聚丙烯粉末質量4%的硅烷和硅烷質量5%的過氧化異丙苯，得到混合物；
3)將混合物放入擠出機中擠出造粒；
4)將造粒放入加熱至90°C的水中浸泡I小時并過濾，得到交聯聚丙烯顆粒；
5)將交聯聚丙烯顆粒放入110°C的真空干燥箱進行真空干燥至恒重，交聯聚丙烯的凝膠含量為交聯聚丙烯質量的27%，制得交聯聚丙烯粉末；
6)按各組分的質量份備好原料己內酰胺單體100、交聯聚丙烯粉末5-20、催化劑15、活化劑O. 15、耐磨劑O. 2-0.6 ;所述催化劑為固體甲醇鈉，所述活化劑為甲苯二異氰酸酯，所述耐磨劑為二硫化鑰；
7)將己內酰胺單體熔融后放入130°C的真空干燥箱中進行真空干燥；
8)在步驟7)真空干燥過的己內酰胺單體中加入催化劑后繼續真空干燥10分鐘；
9 )攪拌步驟8 )得到的物料，同時緩緩加入交聯聚丙烯粉末后，滴加甲苯二異氰酸酯后，再加入二硫化鑰，獲得聚丙烯增韌澆鑄尼龍共混反應體系；
10)將模具預熱且穩定在165°C，在聚丙烯增韌澆鑄尼龍共混反應體系粘度未顯著增加前把反應體系倒入模具中；11)使模具溫度保持在165°C，將聚丙烯增韌澆鑄尼龍共混反應體系在模具中固化15分鐘后自然冷卻、脫摸，制得聚丙烯增韌澆鑄尼龍。制得聚丙烯增韌澆鑄尼龍經實驗檢測拉伸強度(MPa)為60，缺ロ沖擊強度(KJ/m2) 57. 1，采用MM-200型實驗機在干摩擦狀態摩擦磨損，加載200牛頓，實驗時間為60分鐘，磨損量(mm) 4. 4。實施例5
將實施例I中粉末聚丙烯換成共聚聚丙烯，其他程序和路徑與實施例I 一祥，制得聚丙烯增韌澆鑄尼龍。制得聚丙烯增韌澆鑄尼龍經實驗檢測拉伸強度(MPa)為57，缺ロ沖擊強度(KJ/m2) 64. 3，采用MM-200型實驗機在干摩擦狀態摩擦磨損，加載200牛頓，實驗時間為60分鐘， 磨損量(mm) 3. 5。
權利要求
1.一種聚丙烯增韌澆鑄尼龍，其組分包括己內酰胺單體、催化劑、活化劑和耐磨劑，其特征是，澆鑄尼龍還含有交聯聚丙烯組分，各組分的質量份分別為 己內酰胺100 ； 交聯聚丙烯5-20 ； 催化劑15 ; 活化劑0. 15 ;耐磨劑:0. 2-0. 6 ； 所述催化劑為氫氧化鈉、固體甲醇鈉、固體乙醇鈉中的一種或兩種或兩種以上組合混配物；所述活化劑為甲苯二異氰酸酯；所述耐磨劑為二硫化鑰。
2.根據權利要求I所述的聚丙烯增韌澆鑄尼龍，其特征是，所述交聯聚丙烯的原料是聚丙烯F401或聚丙烯T30S或均聚聚丙烯或共聚聚丙烯。
3.根據權利要求I所述的聚丙烯增韌澆鑄尼龍，其特征是，所述交聯聚丙烯的凝膠含量為交聯聚丙烯質量的15%-45%。
4.一種聚丙烯增韌澆鑄尼龍的制備方法，其特征是包括以下步驟 1)備好制備交聯聚丙烯的材料乙烯基三甲氧基硅烷、苯乙烯、輻照瓶、鈷-60源室、丙酮、真空干燥箱及聚丙烯粉末； 2)將乙烯基三甲氧基硅烷和苯乙烯混合，得到混合液體；所述混合液體中乙烯基三甲氧基娃燒和苯乙稀的質量比為10 :1 ; 3)將聚丙烯粉末放入混合液體中浸泡10小時后并過濾； 4)將過濾好的聚丙烯粉末置于輻照瓶中，并向瓶中通氮氣去除瓶中的氧氣； 5)30分鐘后，將去除氧氣的輻照瓶密封并放入鈷-60源室內輻照I小時，輻射劑量率為IOkGy/h，得到輻射產物； 6)將輻射產物用丙酮清洗后放入加熱至90°C的水中浸泡10小時，獲得交聯聚丙烯； 7)將交聯聚丙烯放入110°C的真空干燥箱中進行真空干燥至恒重，交聯聚丙烯的凝膠含量為交聯聚丙烯質量的15%-45%，制得交聯聚丙烯粉末； 8)按各組分的質量份備好原料己內酰胺單體100、交聯聚丙烯粉末5-20、催化劑15、活化劑0. 15、耐磨劑0. 2-0. 6 ;所述催化劑為氫氧化鈉、固體甲醇鈉、固體乙醇鈉中的一種或兩種或兩種以上組合混配物，所述活化劑為甲苯二異氰酸酯，所述耐磨劑為二硫化鑰； 9)將己內酰胺單體熔融后放入130°C的真空干燥箱中進行真空干燥； 10)在步驟9)真空干燥的己內酰胺單體中加入催化劑后繼續真空干燥10分鐘； 11)攪拌步驟10)真空干燥獲得的物料，同時緩緩加入交聯聚丙烯粉末后滴加甲苯二異氰酸酯，再加入二硫化鑰，獲得聚丙烯增韌澆鑄尼龍共混反應體系； 12)將模具預熱且穩定在165°C，在聚丙烯增韌澆鑄尼龍共混反應體系粘度未顯著增加前把反應體系倒入模具中； 13)使模具溫度保持在165°C，將聚丙烯增韌澆鑄尼龍共混反應體系在模具中固化15分鐘后自然冷卻、脫模，得到聚丙烯增韌澆鑄尼龍。
5.根據權利要求4所述的聚丙烯增韌澆鑄尼龍的制備方法，其特征是，所述聚丙烯為聚丙烯F401或聚丙烯T30S或均聚聚丙烯或共聚聚丙烯粉末。
6.一種聚丙烯增韌澆鑄尼龍的制備方法，其特征是，包括以下步驟1)備好制備交聯聚丙烯的擠出機、真空干燥箱、硅烷、引發劑及交聯聚丙烯的原料聚丙烯粉末，所述引發劑為過氧化異丙苯； 2)在聚丙烯粉末中加入聚丙烯粉末質量4%的硅烷和硅烷質量5%的過氧化異丙苯，得到混合物； 3)將混合物放入擠出機中擠出造粒； 4)將造粒放入加熱至90°C的水中浸泡I小時并過濾，得到交聯聚丙烯顆粒； 5)將交聯聚丙烯顆粒放入110°C的真空干燥箱進行真空干燥至恒重，交聯聚丙烯的凝膠含量為交聯聚丙烯質量的15-45%，制得交聯聚丙烯粉末； 6)按各組分的質量份備好原料己內酰胺單體100、交聯聚丙烯粉末5-20、催化劑15、活化劑0. 15、耐磨劑0. 2-0. 6 ;所述催化劑為氫氧化鈉、固體甲醇鈉、固體乙醇鈉中的一種或兩種或兩種以上組合混配物，所述活化劑為甲苯二異氰酸酯，所述耐磨劑為二硫化鑰； 7)將己內酰胺單體熔融后放入130°C的真空干燥箱中進行真空干燥； 8)在步驟7)真空干燥過的己內酰胺單體中加入催化劑后繼續真空干燥10分鐘； 9)攪拌步驟8)得到的物料，同時緩緩加入交聯聚丙烯粉末后，滴加甲苯二異氰酸酯后，再加入二硫化鑰，獲得聚丙烯增韌澆鑄尼龍共混反應體系； 10)將模具預熱且穩定在165°C，在聚丙烯增韌澆鑄尼龍共混反應體系粘度未顯著增加前把反應體系倒入模具中； 11)使模具溫度保持在165°C，將聚丙烯增韌澆鑄尼龍共混反應體系在模具中固化15分鐘后自然冷卻、脫模，得到聚丙烯增韌澆鑄尼龍。
7.根據權利要求6所述的聚丙烯增韌澆鑄尼龍的制備方法，其特征是，所述聚丙烯為聚丙烯F401或聚丙烯T30S或均聚聚丙烯或共聚聚丙烯粉末。
全文摘要
聚丙烯增韌澆鑄尼龍及其制備方法，屬于尼龍加工技術領域。由己內酰胺單體、催化劑、活化劑、耐磨劑、交聯聚丙烯經混合、反應、澆鑄制成，各組分的質量份分別為己內酰胺100、交聯聚丙烯5-20、催化劑15、活化劑0.15、耐磨劑0.2-0.6。所述交聯聚丙烯/澆鑄尼龍共混體系中的交聯聚丙烯的交聯方法是化學交聯法或引發劑法、輻射法、光交聯法。所述交聯聚丙烯的凝膠含量為交聯聚丙烯質量的15%-45%。本發明選材科學，制備方法先進，顯著提高澆鑄尼龍的韌性，沖擊強度提高70%以上，且拉伸強度損失很小，吸水率降低。可廣泛應用于滑輪、閥門等大型尼龍鑄造行業，同時顯著降低澆鑄尼龍產品的成本。
文檔編號C08K3/30GK102796256SQ201210289918
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月15日 優先權日2012年8月15日
發明者王峰, 張愛平, 周正發, 王健軍, 沈國春, 張玉蓉 申請人:揚州賽爾達尼龍制造有限公司