一種易成型尼龍模具材料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種易成型尼龍模具材料，它是由下述重量份的原料組成的：三羥甲基丙烷0.1?0.2、殼聚糖0.3?1、尼龍66100?130、二甲基甲酰胺110?140、二硫化鉬4?6、氯化鋰0.1?0.2、聚苯乙烯2?3、玻璃纖維20?30、十六烷基三甲基溴化銨0.7?1、二硫化二苯并噻唑0.6?1、硅酸三鈣1?2、鄰苯二甲酸酯2?3、十二烷基硫醇1?2、羧甲基纖維素鈉0.7?1、氯化石蠟2?3。本發明加入的機改性二硫化鉬可以分散在聚合物基體中，有效的提高材料的熱穩定性，同時二硫化鉬在熱降解過程中會釋放出不燃性氣體二氧化硫，其稀釋作用可以提高材料阻燃性能。
【專利說明】
一種易成型尼龍模具材料及其制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及模具材料技術領域，尤其涉及一種易成型尼龍模具材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]模具作為現代工業生產不可缺少的工裝，在生產中起著決定性的作用，目前的模具大多采用金屬材質，金屬模具的質量和壽命都很高，但其制作成本昂貴，尤其是一些外形復雜、難成形的金屬模具，制作過程極為復雜，很多金屬材質同時還存在加工困難，加工周期長，而且模具磨損后修復時間較長的缺陷；
隨著工業的飛速發展，聚合物復合材料強度和精度等方面的不斷提高，使其制品的應用范圍也在不斷擴大，相對于金屬材料而言，聚合物復合材料制作成本低廉，易成型，加工周期短，修復時間短，這些優點使得它在模具領域具有巨大的潛力；
二硫化鉬納米片層具有較低的導熱性，為二硫化鉬在聚合物材料熱解和燃燒過程中發揮片層阻隔效應提供保障；與此同時，過渡金屬元素鉬的存在可以促進聚合物基體形成致密結實炭層，能夠有效阻止火焰和聚合物基體之間的物質和能量交換，抑制聚合物的降解，最終提高聚合物材料的阻燃性能。另外，含鉬化合物作為多種聚合物如PA、PVC、PS、HIPS、ABS、聚烯烴和含鹵聚酯的抑煙劑，可以減少聚合物材料燃燒吋煙以及CO的生成量，降低材料的火災危險性，為火災救援贏得寶貴時間；
目前國內外針對二硫化鉬與聚合物復合材料的文獻報道主要集中在復合材料的導電性以及摩擦性能等方面，很少涉及到材料的熱性能與火災安全性能，因此，系統的開展二硫化鉬及其衍生物在聚合物阻燃材料方面的應用研究，對開發新型阻燃劑，充實和完善聚合物阻燃體系，具有重大的現實意義。
[0003]然而，目前二硫化鉬基聚合物納米復合材料的研究存在很多棘手的難題。例如二硫化鉬的高效剝離、二硫化鉬納米片層在聚合物基體中的分散以及單一的二硫化鉬納米片層可能存在阻燃效率不高等問題；
因此，為了解決上述問題，本發明探索、設計高效的二硫化鉬剝離方法;利用有機分子改性二硫化鉬納米片層以提高其在聚合物基體中的分散性;從分子設計的角度出發，在二硫化鉬片層表面接枝有機阻燃劑和負載無機金屬化合物納米顆粒，合成功能化二硫化鉬材料。
【發明內容】
[0004]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種易成型尼龍模具材料及其制備方法。
[0005]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種易成型尼龍模具材料，它是由下述重量份的原料組成的:
三羥甲基丙烷0.1-0.2、殼聚糖0.3-1、尼龍66100-130、二甲基甲酰胺110-140、二硫化鉬4-6、氯化鋰0.1-0.2、聚苯乙烯2-3、玻璃纖維20-30、十六烷基三甲基溴化銨0.7-1、二硫化二苯并噻唑0.6-1、硅酸三鈣1-2、鄰苯二甲酸酯2-3、十二烷基硫醇1-2、羧甲基纖維素鈉
0.7_1、氣化石錯2_3。
[0006]—種所述的易成型尼龍模具材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將上述羧甲基纖維素鈉加入到其重量70-80倍的去離子水中，攪拌均勻，加入硅酸三鈣，在60-7(TC下保溫攪拌10-14分鐘，得纖維乳液；
(2)取上述氯化鋰，加入到其重量800-1000倍的去離子水中，攪拌溶解，加入上述二硫化鉬，超聲處理1-2小時，超聲功率為300-400w，加入上述纖維乳液，攪拌均勻，靜置40-52小時，過濾，取上述二甲基甲酰胺重量的30-40%，加入上述過濾得到的沉淀，在1500-1600/分的轉速下分散5-7分鐘，得剝離二硫化鉬懸浮液；
(3)將上述十六烷基三甲基溴化銨、殼聚糖混合，加入到混合料重量100-120倍的去離子水中，攪拌均勻，得溶解液；
(4)將上述剝離二硫化鉬懸浮液加熱到30-40°C，滴加上述溶解液，滴加完畢后保溫反應7-8小時，4000-5000轉/分攪拌7-10分鐘，過濾，將沉淀分別用15-20%的醋酸溶液、無水乙醇洗滌3-4次，在60-65 °C下干燥20-26小時，得有機改性二硫化鉬；
(5)取剩余二甲基甲酰胺重量的30-40%，加入聚苯乙烯，攪拌均勻；
(6)取上述有機改性二硫化鉬，加入到剩余的二甲基甲酰胺中，超聲分散3-4小時，加入上述聚苯乙烯的二甲基甲酰胺溶液，攪拌混合10-15小時，倒入聚四氟乙烯容器中，送入100-105°C的烘箱中干燥20-25小時，升高烘箱溫度為130-135°C，繼續干燥10-13小時，出料，將得到的固形物粉碎，得預處理改性復合材料；
(7)將上述十二烷基硫醇、氯化石蠟混合，升高溫度為70-80°C，加入混合料重量20-30倍的無水乙醇，加入三羥甲基丙烷，保溫攪拌4-6分鐘，加入上述預處理改性復合材料，600-1000轉/分攪拌3-4分鐘，過濾，將沉淀水洗3-4次，常溫干燥，得改性復合材料；
(8)將上述改性復合材料與剩余各原料混合，攪拌均勻，送入注塑機中，加熱熔融，將熔融后的流體通過噴嘴注入到模具中，模具的初始溫度保持在130-1500C，注模后在80-90MPa下保壓1-2s，冷卻，脫模，S卩得所述尼龍模具材料。
[0007]本發明的優點是:本發明加入的機改性二硫化鉬可以很好的分散在聚合物基體中，與聚合物分子鏈之間形成了均勻的網狀結構，有效的限制了聚合物分子鏈的運動，延緩了聚合物分子鏈的熱降解，再加上二硫化鉬自身的二維納米片層結構可以減少熱傳導，因此有效的提高了成品材料的熱穩定性，同時二硫化鉬在熱降解過程中會釋放出不燃性氣體二氧化硫，可以起到很好的稀釋作用，從而提高阻燃性能，且成品在燃燒的過程中二硫化鉬對熱解和燃燒過程中的炭渣的形成有促進作用，厚重而密實的炭層同樣可以對燃燒釋放熱量和熱解產物起到很好的阻隔作用，因此本發明的成品材料具有很好的熱穩定性和阻燃性能，本發明的材料成型性好，穩定性強，且不易變形。
【具體實施方式】
[0008]—種易成型尼龍模具材料，它是由下述重量份的原料組成的:
三羥甲基丙烷0.1、殼聚糖0.3、尼龍66100、二甲基甲酰胺110、二硫化鉬4、氯化鋰0.1、聚苯乙烯2、玻璃纖維20、十六烷基三甲基溴化銨0.7、二硫化二苯并噻唑0.6、硅酸三鈣1、鄰苯二甲酸酯2、十二烷基硫醇1、羧甲基纖維素鈉0.7、氯化石蠟2。
[0009]—種所述的易成型尼龍模具材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將上述羧甲基纖維素鈉加入到其重量70倍的去離子水中，攪拌均勻，加入硅酸三鈣，在60°C下保溫攪拌1分鐘，得纖維乳液；
(2)取上述氯化鋰，加入到其重量800倍的去離子水中，攪拌溶解，加入上述二硫化鉬，超聲處理I小時，超聲功率為300w，加入上述纖維乳液，攪拌均勻，靜置40小時，過濾，取上述二甲基甲酰胺重量的30%，加入上述過濾得到的沉淀，在1500/分的轉速下分散5分鐘，得剝離二硫化鉬懸浮液；
(3)將上述十六烷基三甲基溴化銨、殼聚糖混合，加入到混合料重量100倍的去離子水中，攪拌均勻，得溶解液；
(4)將上述剝離二硫化鉬懸浮液加熱到30°C，滴加上述溶解液，滴加完畢后保溫反應7小時，4000轉/分攪拌7分鐘，過濾，將沉淀分別用15%的醋酸溶液、無水乙醇洗滌3次，在60°C下干燥20小時，得有機改性二硫化鉬；
(5)取剩余二甲基甲酰胺重量的30%，加入聚苯乙烯，攪拌均勻；
(6)取上述有機改性二硫化鉬，加入到剩余的二甲基甲酰胺中，超聲分散3小時，加入上述聚苯乙烯的二甲基甲酰胺溶液，攪拌混合10小時，倒入聚四氟乙烯容器中，送入100°C的烘箱中干燥20小時，升高烘箱溫度為130 °C，繼續干燥1小時，出料，將得到的固形物粉碎，得預處理改性復合材料；
(7)將上述十二烷基硫醇、氯化石蠟混合，升高溫度為70°C，加入混合料重量20倍的無水乙醇，加入三羥甲基丙烷，保溫攪拌4分鐘，加入上述預處理改性復合材料，600轉/分攪拌3分鐘，過濾，將沉淀水洗3次，常溫干燥，得改性復合材料；
(8)將上述改性復合材料與剩余各原料混合，攪拌均勻，送入注塑機中，加熱熔融，將熔融后的流體通過噴嘴注入到模具中，模具的初始溫度保持在130°C，注模后在SOMPa下保壓I s，冷卻，脫模，即得所述尼龍模具材料。
[0010]用本發明材料制備的模具的性能檢測:
外觀檢驗:
無氣泡、縮孔、表面凹陷和壁厚不均勻等缺陷，顏色一致；
沖擊功/J 23-40 °C:無破裂。
【主權項】
1.一種易成型尼龍模具材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料組成的: 三羥甲基丙烷0.1-0.2、殼聚糖0.3-1、尼龍66100-130、二甲基甲酰胺110-140、二硫化鉬4-6、氯化鋰0.1-0.2、聚苯乙烯2-3、玻璃纖維20-30、十六烷基三甲基溴化銨0.7-1、二硫化二苯并噻唑0.6-1、硅酸三鈣1-2、鄰苯二甲酸酯2-3、十二烷基硫醇1-2、羧甲基纖維素鈉0.7_1、氣化石錯2_3。2.—種如權利要求1所述的易成型尼龍模具材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將上述羧甲基纖維素鈉加入到其重量70-80倍的去離子水中，攪拌均勻，加入硅酸三鈣，在60-7(TC下保溫攪拌10-14分鐘，得纖維乳液； (2)取上述氯化鋰，加入到其重量800-1000倍的去離子水中，攪拌溶解，加入上述二硫化鉬，超聲處理1-2小時，超聲功率為300-400w，加入上述纖維乳液，攪拌均勻，靜置40-52小時，過濾，取上述二甲基甲酰胺重量的30-40%，加入上述過濾得到的沉淀，在1500-1600/分的轉速下分散5-7分鐘，得剝離二硫化鉬懸浮液； (3)將上述十六烷基三甲基溴化銨、殼聚糖混合，加入到混合料重量100-120倍的去離子水中，攪拌均勻，得溶解液； (4)將上述剝離二硫化鉬懸浮液加熱到30-40°C，滴加上述溶解液，滴加完畢后保溫反應7-8小時，4000-5000轉/分攪拌7-10分鐘，過濾，將沉淀分別用15-20%的醋酸溶液、無水乙醇洗滌3-4次，在60-65 °C下干燥20-26小時，得有機改性二硫化鉬； (5)取剩余二甲基甲酰胺重量的30-40%，加入聚苯乙烯，攪拌均勻； (6)取上述有機改性二硫化鉬，加入到剩余的二甲基甲酰胺中，超聲分散3-4小時，加入上述聚苯乙烯的二甲基甲酰胺溶液，攪拌混合10-15小時，倒入聚四氟乙烯容器中，送入100-105°C的烘箱中干燥20-25小時，升高烘箱溫度為130-135°C，繼續干燥10-13小時，出料，將得到的固形物粉碎，得預處理改性復合材料； (7)將上述十二烷基硫醇、氯化石蠟混合，升高溫度為70-80°C，加入混合料重量20-30倍的無水乙醇，加入三羥甲基丙烷，保溫攪拌4-6分鐘，加入上述預處理改性復合材料，600-1000轉/分攪拌3-4分鐘，過濾，將沉淀水洗3-4次，常溫干燥，得改性復合材料； (8)將上述改性復合材料與剩余各原料混合，攪拌均勻，送入注塑機中，加熱熔融，將熔融后的流體通過噴嘴注入到模具中，模具的初始溫度保持在130-1500C，注模后在80-90MPa下保壓1-2s，冷卻，脫模，S卩得所述尼龍模具材料。
【文檔編號】C08L77/06GK106046775SQ201610389508
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月6日
【發明人】徐良建, 張群
【申請人】淮南曹庵潤龍塑業有限公司