一種多功能助劑及其制備方法和在制備聚酰胺復合材料中的應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及用于聚酰胺復合材料的助劑領域，具體涉及一種多功能助劑及其制備 方法和在制備聚酰胺復合材料中的應用。
【背景技術】
[0002] 聚酰胺也稱尼龍，是分子主鏈上含有酰胺基團重復結構單元的線型熱塑性聚合 物，而尼龍6、尼龍66是所有聚酰胺工程塑料中產量最大、用途最廣的兩類基礎樹脂，其具 有優秀的機械強度、耐熱、耐油、耐弱酸、耐堿和一般溶劑、電絕緣性好、無毒、無臭、耐候等 優點，是汽車、電器行業不可替代的高性能工程塑料，但是，由于尼龍含有極性大酰胺基團， 導致其具有容易吸水導致強度降低的缺點，因此一般情況下都需要對其進行增強以提高其 強度和耐熱老化性能，滿足各種嚴苛環境條件下的使用要求。由于增強填料和其它助劑的 加入，增強改性后的尼龍復合材料一般都會出現流動性變差、以及制件外觀光澤度降低等 問題，尤其當玻纖含量大于30%后，生產某些結構的制件時很容易出現注射不滿以及制件 外觀光澤度差的情況。為了解決這些問題，或使材料具備某些特殊性能，添加各種改性助劑 成為了最簡單的手段。但是針對不同功能而加入的多種助劑會增加助劑在復合材料中的比 例，降低復合材料的力學性能，增加了制造成本，因此一種多功能助劑的開發就顯得尤為重 要。
[0003] 申請公布號為CN 104087067A(申請號為201410086997. 7)的中國發明專利申請 公開了一種新型熒光材料所制凹版表印熒光防偽油墨，由以下的重量百分含量的組分組 成：硝酸鋱0.2%~0· 8%、2, 4-二羥基苯甲酸0.26%~L 04%、三乙胺0· 17%~0.68%、 工業酒精36. 48%~38. 37%、聚酰胺樹脂25%~35%、正丁醇25%~35%、爽滑劑0. 5%、 抗磨損劑0. 5%。其中，將硝酸鋱、2, 4-二羥基苯甲酸和三乙胺常溫下混合在工業酒精中， 攪拌3~20分鐘，得到熒光溶液。該熒光溶液雖然能給防偽油墨帶來熒光效果，但是將該 熒光溶液應用到聚酰胺復合材料中，無法改善聚酰胺復合材料流動性，也無法提高聚酰胺 復合材料的外觀。
[0004] 文獻"不同氧化劑氧化對乙二胺熒光性能的影響"（王少飛等，河北科技師范學院 學報，第26卷第2期，2012年6月）公開了 3種不同氧化劑對乙二胺進行氧化，并首次提出 采用過氧化氫做氧化劑，對氧化后乙二胺水溶液的熒光性質進行系統研宄，結果表明，過氧 化氫氧化效果最佳，得到熒光強度最高。但是將過氧化氫氧化后的乙二胺水溶液加入到聚 酰胺復合材料中，無法改善聚酰胺復合材料流動性，也無法提高聚酰胺復合材料的外觀。
【發明內容】
[0005] 本發明提供了一種多功能助劑及其制備方法和在制備聚酰胺復合材料中的應用， 該多功能助劑具有同時改善聚酰胺復合材料流動性、提高復合材料外觀且具備與聚酰胺材 料反應熒光著色的功能。
[0006] 本發明的目的通過以下技術方案實現：
[0007] -種多功能助劑，由以下重量百分含量的原料制成：
[0008] 馬來酸酐 35% -50% ;
[0009] 己二胺 49.9%-64%;
[0010] 抗氧劑 0.05%-3%;
[0011] 作為優選，所述的多功能助劑，由以下重量百分含量的原料制成：
[0012] 馬來酸酐 40% -45% ;
[0013] 己二胺 54. 9%-59%;
[0014] 抗氧劑 0. 1%-1%。
[0015] 本發明多功能助劑，采用特定含量的特定組分組合，馬來酸酐、己二胺和抗氧劑反 應生成小分子酰胺化合物，用在聚酰胺復合材料中，能與聚酰胺中的酰胺基團交聯并反映， 不但能夠改善聚酰胺復合材料流動性、提高復合材料外觀，還能夠與聚酰胺材料反應熒光 著色的功能。
[0016] 以重量百分含量計，所述的馬來酸酐的純度要求多99. 9%，且含水量< 0. 05%。
[0017] 以重量百分含量計，所述的己二胺的純度要求彡99. 9 %，且含水量< 0. 05 %。
[0018] 所述的抗氧劑為抗氧劑1098、抗氧劑1010當中的一種或兩種。
[0019] 所述的多功能助劑的制備方法，包括以下步驟：
[0020] 先將己二胺和抗氧劑熔融混合均勻，然后滴加熔融的馬拉酸酐，同時在滴加過程 中不斷攪拌，反應完成后得到多功能助劑。
[0021] 在滴加熔融的馬拉酸酐，會產生反應，反應生成小分子酰胺化合物，待反應完成 后，冷卻粉碎得到相應產品，即多功能助劑。
[0022] 所述的多功能助劑在制備聚酰胺復合材料中的應用。
[0023] 所述的聚酰胺復合材料，由以下重量百分含量的原料制成：
[0024] 聚酰胺 50% -80% ;
[0025] 多功能助劑 0.1%-10%;
[0026] 其他組分 10%-40%。
[0027] 進一步優選，所述的聚酰胺復合材料，由以下重量百分含量的原料制成：
[0028]
[0029] 所述的聚酰胺復合材料的制備方法，包括：
[0030] 將聚酰胺、復合抗氧劑、多功能助劑混合均勻后，從主喂料料斗加入雙螺桿擠出機 中，將玻璃纖維從側位料料斗加入雙螺桿擠出機中，經雙螺桿擠出機熔融擠出后經過水冷、 切粒和干燥，得到聚酰胺復合材料；
[0031] 所述的雙螺桿擠出機的熔融擠出的溫度為215°C~295°C。
[0032] 進一步優選，所述的聚酰胺復合材料，由以下重量百分含量的原料制成：
[0033]
[0034] 將聚酰胺、阻燃劑、阻燃協效劑、復合抗氧劑、多功能助劑混合均勻后，從主喂料料 斗加入雙螺桿擠出機中，將玻璃纖維從側位料料斗加入雙螺桿擠出機中，經雙螺桿擠出機 熔融擠出后經過水冷、切粒和干燥，得到聚酰胺復合材料。
[0035] 所述的雙螺桿擠出機的熔融擠出的溫度為240 °C~290 °C。
[0036] 與現有技術相比，本發明具有如下優點：
[0037] 相比與其它單一功能助劑，本發明多功能助劑在聚酰胺復合材料中同時具有改善 聚酰胺復合材料流動性、提高復合材料外觀且具備與聚酰胺材料原位反應熒光著色的功 能，解決了現有的多種助劑加入帶來的力學性能降低和成本增加的問題。
[0038] 本發明多功能助劑可作為流動改性劑、外觀改性劑以及熒光增白劑用于聚酰胺復 合材料中，該助劑實現了聚酰胺復合材料改性過程一種助劑多種功能的目的，降低了多種 助劑加入導致的材料性能降低和成本增加問題，易于操作和實施，易于工業化大規模生產， 具備廣闊的應用前景。
【具體實施方式】
[0039] 本發明的目的、優點和特點，將通過以下實施例的非限制性說明進行解釋，這些實 施例僅是應用本發明技術方案的典型范例，凡采用等同替換或者等效變換而形成的技術方 案，均在本發明要求保護范圍之內。
[0040] 本發明實施例未特別說明的％均為重量百分比。
[0041] 實施例1
[0042] 用于聚酰胺復合材料的多功能助劑，特別之處在于：由以下重量百分比的原料制 成：
[0043] 馬來酸酐 45.0%;
[0044] 己二胺 54.9%;
[0045] 抗氧劑 0.1%;
[0046] 上述的多功能助劑，其中：
[0047] 所述的馬來酸酐的純度為99. 9%，含水量小于0. 04%。
[0048] 所述的己二胺的純度為99. 9%，、且含水量小于0· 04%。
[0049] 所述的抗氧劑為抗氧劑1098。
[0050] 多功能助劑的制備過程如下：先將己二胺和抗氧劑1098加入反應釜進行充分熔 融，然后滴加熔融的馬拉酸酐，同時劇烈攪拌，反應生成小分子酰胺化合物，待反應完成后， 冷卻粉碎得到相應產品，即多功能助劑。
[0051] 進一步結合聚酰胺復合材料制備過程，以一種尼龍6玻纖增強材料為例，其有以 下重量百分比原料組成：PA6(69% )，無堿玻纖（30% )，復合抗氧劑（0. 5% )，按以上方 法制備的本發明多功能助劑（〇. 5% )。其中PA6牌號為新會美達M2800,無堿玻纖為巨石 988A，復合抗氧劑為抗氧劑1098 (0. 25% )、抗氧劑168 (0. 25% )。
[0052] 上述聚酰胺復合材料的制備方法為：將尼龍6、復合抗氧劑、按以上方法制備的本 發明多功能助劑加入到高速攪拌機中3000RPM混合Imin后，從主喂料料斗加入雙螺桿擠出 機中，將玻璃纖維（即無堿玻纖）從側位料料斗加入雙螺桿擠出機中，經雙螺桿擠出機擠 出后經過水冷、切粒和干燥，得到聚酰胺復合材料；該雙螺桿擠出機