一種多元復合增韌尼龍6復合材料、復合增韌劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于高分子復合材料技術領域，具體涉及一種多元復合增韌劑，本發明還 涉及一種多元復合增韌尼龍6復合材料，本發明還涉及一種多元復合增韌劑的制備方法， 本發明還涉及一種多元復合增韌尼龍6復合材料的制備方法。
【背景技術】
[0002] 聚酰胺6(PA6)俗稱尼龍6,是一種常用的產量大的工程塑料，具有強度高、耐磨性 佳、同時兼具耐油、抗化學腐蝕等優點。與其它工程塑料相比，尼龍6更易于成型，加工過程 中耗能低。在家用電器、汽車工業、耐磨材料行業（如軸承、齒輪、滑輪、帶式傳送系統中所 用的托輥）等具有廣泛的應用。但尼龍6分子結構中含有大量的極性酰胺鍵，使其具有較 大的吸濕性，導致成型制品的尺寸穩定不好；此外，其低溫及干態缺口沖擊韌性差，限制其 應用的領域。
[0003] 目前，提高尼龍6韌性的傳統和最常用方法是添加橡膠或彈性體與尼龍6進行共 混改性。通過將橡膠或彈性體分散在尼龍6基體中，當其受到外界沖擊作用時，分散在體系 中的橡膠或彈性體吸收能量，在改性材料體系中形成或者產生空洞化作用和屈服，再通過 界面的傳遞而引發銀紋和剪切帶，進一步消耗大量的能量，從而提高尼龍6的抗沖擊性能 (即韌性）。在此過程中，橡膠或彈性體在體系中的分散尺寸、均勻性及其與尼龍6基體的 界面結合力是沖擊性能提高的關鍵問題。
[0004] 授權公告號為CN102964822B發明專利，公開了一種硅橡膠增韌改性尼龍樹脂及 其制備方法，以聚硅氧烷為增韌劑，采用氨基硅油為相容劑，與尼龍混合后進行熔融共混， 然后再加入含氫硅油作交聯劑和鉑絡合物催化劑使尼龍基體中的分散相有機硅進行動態 硫化，從而實現對尼龍的增韌。該方法的最大特點是增容與增韌同步進行，增韌效果較好。 但所制備的材料成本過高，限制了其在市場上的推廣。授權公告號分別為CN102115591B、 CN101880459B、CN101235197B、CN101191013B、CN102051043B、CN102391431B發 明專利，公開了采用彈性體[主要是乙烯-辛烯（POE)、三元乙丙膠（EPDM)]、相容劑等與尼 龍共混來提高尼龍的韌性和耐寒性能，均有較好的增韌效果。然而，上述這些公開的技術方 案中，所采用的改性劑都是純的彈性體，而這些材料價格比較高，致使制備出的材料性價比 較低。另外，由于沒有對增韌劑的流動性進行有效的改善，其在改性過程中的分散性能和改 性后的尼龍復合材料流動性不佳，不僅將影響后續材料成型加工生產，而且改性劑的性能 也沒有得到充分發揮，因此，具有一定的局限性。
【發明內容】
[0005] 為了克服現有技術存在的不足，本發明旨在提供一種多元復合增韌尼龍6復合材 料。該多元復合改性尼龍6復合材料綜合了尼龍6的力學性能優良、耐油、耐腐蝕，廢舊橡 膠粉的韌性以及低成本性，以及熱塑性彈性體P0E優異的韌性等特點，制造出具有良好的 韌性、抗老化性、耐油耐腐蝕性以及優異的尺寸穩定性等優點，同時兼具節能降耗、降低成 本以及規模化生產的需求。
[0006] 本發明的另一目的是提供一種多元復合增韌尼龍6復合材料的制備方法。
[0007] 本發明的另一目的是提供一種復合增韌劑及其制備方法。
[0008] 本發明所采用的第一技術方案是，一種多元復合增韌尼龍6復合材料，按照質量 份包括以下組分：尼龍6為100份；復合增韌劑5份~50份；抗氧劑0. 05份~1份；無機 粉體材料1份~10份。
[0009] 在上述技術方案中，進一步地，該多元復合增韌尼龍6復合材料，按照質量份包括 以下組分：尼龍6為100份；復合增韌劑10份~30份；抗氧劑0. 05份~0. 08份；無機粉 體材料5份~8份。
[0010] 復合增韌劑按照質量份包括以下組分：改性彈性體三元乙丙橡膠60份-80份；改 性后的廢舊輪胎膠粉20份-40份；其中，改性彈性體三元乙丙橡膠按照質量份包括以下組 分：改性單體馬來酸酐0. 5~2. 5份，引發劑過氧化二異丙苯0. 02~0. 2份，基體三元乙丙 橡膠100份，聚丙烯5份-10份；改性后的廢舊輪胎膠粉按照質量份包括以下組分：廢舊輪 胎膠粉100份，增溶劑〇. 5份-10份，偶聯劑0. 1份-5份。
[0011] 廢舊橡膠粉的粒徑為40目~100目，抗氧劑為抗氧劑1010。
[0012] 本發明所采用的第二技術方案是，一種多元復合增韌尼龍6復合材料的制備方 法，具體按照以下步驟實施：
[0013] 步驟1、原料預處理：將尼龍6、經過表面處理后的廢舊輪胎膠粉、無機粉體填料等 在在50°C~100°C分別干燥1~24小時；
[0014] 步驟2、制備復合增韌劑，具體為；
[0015]步驟2. 1、制備改性彈性體三元乙丙橡膠；
[0016] 步驟2. 2、對廢舊輪胎膠粉進行表面改性；
[0017] 步驟2. 3、制備得到復合增韌劑；
[0018] 步驟3、稱量，按照質量份稱量以下組分：尼龍6100份，復合增韌劑5份~50份， 無機粉體材料1份~10份，抗氧劑〇. 05份~1份；
[0019] 步驟4、混合，將稱量好的尼龍6、復合增韌劑、無機粉體材料和抗氧劑加入到高速 混合機中混合3-10min，混合均勾；
[0020] 步驟5、擠壓，將上述混合好的物料加入到雙螺桿擠出機的料斗中，進行擠出造粒， 冷卻，烘干，即得多元復合增韌尼龍6復合材料。
[0021] 在上述技術方案中，
[0022] 步驟2中制備復合增韌劑，具體為：
[0023] 步驟2. 1、制備改性彈性體三元乙丙橡膠，具體為：
[0024] 步驟2. 1. 1、按照質量份稱量以下組分：改性單體馬來酸酐0. 5~2. 5份，引發劑 過氧化二異丙苯〇. 02~0. 2份，基體三元乙丙橡膠100份，聚丙烯5份-10份；
[0025] 步驟2. 1. 2、將稱量好的改性單體馬來酸酐、引發劑過氧化二異丙苯用丙酮溶解均 勻后，噴灑到EPDM中，然后將其與稱量好的聚丙烯在高速混合機中混合均勻，待丙酮揮發 后，混合物經雙螺桿擠出機中擠出、造粒、干燥，即得MAH接枝的EPDM，即EPDM-MAH;其中，擠 出溫度為：170~205°C;擠出機螺桿轉速為：60~120r/min;
[0026] 步驟2. 2、對廢舊輪胎膠粉進行表面改性，具體為；
[0027] 步驟2. 2. 1、按照質量份稱量以下組分：廢舊輪胎膠粉100份，增溶劑0. 5份-10 份，偶聯劑〇. 1份_5份；
[0028] 步驟2. 2. 2、將稱量好的增溶劑噴灑到開啟的裝有廢舊輪胎膠粉的混合機中，混 合均勻后，將其倒出，放置3-5天后，將其放入高速混合機中，開啟混合機，將偶聯劑噴灑其 中，混合均勻后，即得改性后的廢舊輪胎膠粉；其中，偶聯劑為硅烷系列，增溶劑為環烷油、 松焦油、芳香烴油中的一種或幾種；
[0029] 步驟2. 3、制備得到復合增韌劑，具體為：
[0030] 步驟2. 3. 1、稱量：按照質量份稱量以下組分：改性彈性體三元乙丙橡膠60份-80 份；改性后的廢舊輪胎膠粉20份-40份；
[0031] 步驟2. 3. 2、將稱量好的改性彈性體三元乙丙橡膠和改性后的廢舊輪胎膠粉放入 高速混合機混合，制備得到復合增韌劑。
[0032] 步驟6中擠出機條件設置：第一段至第七段溫度分別為190°C-2KTC、 20(TC-22(TC、20(TC-22(TC、20(TC-22(TC、20(TC_225。(：、200。(： _225。(：、200。(： -22(TC，機 頭溫度為228 °C。
[0033] 本發明所采用的第三技術方案是，一種復合增韌劑的制備方法，具體按照以下步 驟實施：
[0034] 步驟A、制備改性彈性體三元乙丙橡膠，具體為：
[0035] 步驟al、按照質量份稱量以下組分：改性單體馬來酸酐0. 5~2. 5份，引發劑過氧 化二異丙苯〇. 02~0. 2份，基體三元乙丙橡膠100份，聚丙烯5份-10份；
[0036] 步驟a2、將稱量好的改性單體馬來酸酐、引發劑過氧化二異丙苯用丙酮溶解均勻 后，噴灑到EPDM中，然后將其與稱量好的聚丙烯在高速混合機中混合均勻，待丙酮揮發后， 混合物經雙螺桿擠出機中擠出、造粒、干燥，即得MAH接枝的EPDM，即EPDM-MAH;其中，擠出 溫度為：170~205°C;擠出機螺桿轉速為：60~120r/min;
[0037] 步驟B、對廢舊輪胎膠粉進行表面改性，具體為；
[0038] 步驟bl、按照質量份稱量以下組分：廢舊輪胎膠粉100份，增溶劑0. 5份-10份， 偶聯劑〇. 1份_5份；
[0039] 步驟b2、將稱量好的增溶劑噴灑到開啟的裝有廢舊輪胎膠粉的混合機中，混合均 勻后，將其倒出，放置3-5天后，將其放入高速混合機中，開啟混合機，將偶聯劑噴灑其中， 混合均勻后，即得改性后的廢舊輪胎膠粉；其中，偶聯劑為硅烷系列，增溶劑為環烷油、松焦 油、芳香烴油中的一種或幾種；
[0040] 步驟C、制備得到復合增韌劑，具體為：
[0041] 步驟cl、稱量：按照質量份稱量以下組分：改性彈性體三元乙丙橡膠60份-80份； 改性后的廢舊輪胎膠粉20份-40份；
[0042] 步驟c2、將稱量好的改性彈性體三元乙丙橡膠和改性后的廢舊輪胎膠粉