专利名称：一种高韧性尼龙原位合金的制备方法
技术领域：
本发明涉及高分子材料的制备方法，尤其涉及一种高韧性尼龙原位合金的制备方法。
背景技术：
尼龙是一类部分结晶性的工程塑料，具有较高的机械强度、耐热性、优良的耐磨和 自润滑性、优良的阻隔性和耐化学药品性等优异的综合性能，广泛应用于汽车、机械制造和 电子电器等领域。但纯尼龙有明显的缺点，如吸水率大，所制成的制品尺寸稳定性不好，常 造成机械配合偏差，磨损加重；对缺口比较敏感，在要求高冲击的场合，尼龙制品的使用常 常受到限制。因此，尼龙的增韧改性研究成为了尼龙改性的重要组成部分。
目前针对尼龙增韧改性的方法主要是用橡胶和热塑性弹性体来增韧尼龙，橡胶 主要有三元乙丙橡胶(EP匿)、丁氰橡胶、丁苯橡胶等；热塑性弹性体主要有苯乙烯-丁二 烯-苯乙烯共聚物(SBS)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)、乙烯-醋酸乙烯 酯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸(EAA)共聚物等。由于这些组分与尼龙基体的相容性差，往 往需要对橡胶或弹性体进行功能化改性。Dupont公司首先开发了 Zytel ST系列，采用三元 乙丙橡胶接枝马来酸酐(EPDM-MA)增韧尼龙，制备了耐低温性能优异的尼龙合金。美国专 利US4， 174， 358也报道了一种用含反应性基团的橡胶(如EP匿-MA、EP匿-AA等)增韧尼龙 的方法。欧洲专利EP348， 000报道了用三元乙丙橡胶接枝马来酸酐和苯乙烯_马来酸酐共 聚物同时增韧尼龙6的方法。中国专利CN1， 158， 333报道了用纳米级羧基丁苯橡胶增韧尼 龙的方法，将纳米级羧基丁苯橡胶均匀分散于聚酰胺单体中，通过熔融聚合制备增韧的尼 龙纳米复合材料。上述的这些方法，虽然在一定程度上达到了尼龙增韧的目的，但是由于橡 胶或热塑性弹性体与尼龙本身不具有相容性，因此橡胶或热塑性弹性体在尼龙基体中的分 散将很大程度上影响到改性的效果。而且用橡胶或热塑性弹性体增韧尼龙，往往所需的增 韧剂添加量较大，这在一定程度上会使尼龙的其他性能严重下降。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种增韧剂与尼龙基 体相容性好的高韧性尼龙原位合金的制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种高韧性尼龙原位合金的制备方
法，其特征在于，该高韧性尼龙原位合金是由环状内酰胺单体在聚四氢呋喃存在下聚合获
得的，其制备方法是运用螺杆挤出机，将环状内酰胺单体、聚四氢呋喃、阴离子引发剂和助
催化剂一起反应挤出，包括如下步骤 a将原料按如下配比(重量份)混合 (A)环状内酰胺单体75-95重量份， (B)聚四氢呋喃5-25重量份， (C)阴离子引发剂0.01-5重量份，
(D)助催化剂0. 01-5重量份， (E)可以包括抗氧剂、稳定剂、增韧剂、着色剂0-10重量份；
b将上述混合物经螺杆挤出机挤出。 所述的螺杆挤出机包括单螺杆挤出机、双螺杆挤出机或多螺杆挤出机；挤出机的 长径比在15-100范围内，转速为10-600转/分钟，可控温度在30-50(TC之间，采用多个加 料口 ，附加侧向喂料装置，液体定量加料装置，真空排气装置。 所述的环状内酰胺单体包括丁内酰胺、己内酰胺、辛内酰胺、癸内酰胺和十二内酰 胺的一种或几种。 所述的聚四氢呋喃是分子量大于1000的聚四氢呋喃。
所述的阴离子引发剂是具有内酰胺阴离子结构的化合物。 所述的助催化剂是含有酸酐、酰氯、异氰酸酯中的两个以上基团的化合物，如甲苯 二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯或均苯四甲酸酐等。
所述的高韧性尼龙原位合金的基本组成是(A)环状内酰胺单体75-95重量份； (B)聚四氢呋喃5-25重量份；(C)阴离子引发剂0. 01-5重量份；(D)助催化剂0. 01_5重量 份；(E)可以包括抗氧剂、稳定剂、增韧剂、着色剂0-10重量份。 与现有的尼龙增韧技术相比，本发明采用反应挤出技术一步法制得高韧性的尼龙 原位合金。本发明产品尼龙与增韧剂聚四氢呋喃相容性好、增韧效果明显，在制备过程中聚 合和增容同时进行，能够实现大批量生产。
具体实施例方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1 按质量百分比，将5份聚四氢呋喃在搅拌下溶解于95份熔融的己内酰胺单体中， 在真空下脱水45min，加入0. 32份的甲苯二异氰酸酯搅拌30min，将混合液和0. 40份的己 内酰胺钠一同加入双螺杆挤出机中，挤出机机筒温度为160-28(TC，加料频率为5Hz，螺杆 转速为75rpm。将挤出的制品8(TC真空干燥24小时后，经注塑机制成标准样条，其力学性 能如表1所示。
实施例2 按质量百分比，将15份聚四氢呋喃在搅拌下溶解于85份熔融的丁内酰胺单体中， 在真空下脱水30min，加入0. 52份的对苯二甲酰氯搅拌48min，将混合液和0. 83份的丁内 酰胺钠一同加入双螺杆挤出机中，挤出机机筒温度为160-28(TC，加料频率为3. 5Hz，螺杆 转速为60rpm。将挤出的制品8(TC真空干燥24小时后，经注塑机制成标准样条，其力学性 能如表1所示。
实施例3 按质量百分比，将25份聚四氢呋喃在搅拌下溶解于75份熔融的十二内酰胺单体 中，在真空下脱水60min，加入1. 3份的二苯甲烷二异氰酸酯搅拌56min，将混合液和2. 5 份的十二内酰胺钠一同加入单螺杆挤出机中，挤出机机筒温度为160-28(TC，加料频率为 3. 5Hz，螺杆转速为75rpm。将挤出的制品8(TC真空干燥24小时后，经注塑机制成标准样条， 其力学性能如表l所示。
4
实施例4 按质量百分比，将11份聚四氢呋喃在搅拌下溶解于89份熔融的辛内酰胺单体中， 在真空下脱水55min，加入2. 8份的间苯二甲酰氯搅拌65min，将混合液和5份的辛内酰胺 钠一同加入三螺杆挤出机中，挤出机机筒温度为160-28(TC，加料频率为5Hz，螺杆转速为 75rpm。将挤出的制品8(TC真空干燥24小时后，经注塑机制成标准样条，其力学性能如表1 所示。 实施例5 按质量百分比，将8份聚四氢呋喃在搅拌下溶解于92份熔融的癸内酰胺单体中， 在真空下脱水45min，加入5份的均苯四甲酸酐搅拌30min，将混合液和3. 98份的癸内酰胺 钠一同加入双螺杆挤出机中，挤出机机筒温度为160-28(TC，加料频率为3. 5Hz，螺杆转速 为60rpm。将挤出的制品8(TC真空干燥24小时后，经注塑机制成标准样条，其力学性能如 表1所示。 表1高韧性尼龙原位合金的力学性能
实施例12345
拉伸强度 (MPa)5547283251
断裂伸长率 (%)183284327301217
悬臂梁缺口 冲击强度(J/m)614NBNBNB829 注表中各性能用如下方法测得拉伸强度、断裂伸长率ASTM_D638 ;缺口冲击强 度ASTM-D256。 其中NB代表在所给的测试标准(5. 5J)下，所测试的样条没有被冲断。
权利要求
一种高韧性尼龙原位合金的制备方法，其特征在于，该高韧性尼龙原位合金是由环状内酰胺单体在聚四氢呋喃存在下聚合获得的，其制备方法是运用螺杆挤出机，将环状内酰胺单体、聚四氢呋喃、阴离子引发剂和助催化剂一起反应挤出，包括如下步骤a将原料按如下配比(重量份)混合(A)环状内酰胺单体75-95重量份，(B)聚四氢呋喃5-25重量份，(C)阴离子引发剂0.01-5重量份，(D)助催化剂0.01-5重量份，(E)可以包括抗氧剂、稳定剂、增韧剂、着色剂0-10重量份；b将上述混合物经螺杆挤出机挤出。
2. 如权利要求1所述的高韧性尼龙原位合金的制备方法，其特征在于，所述的螺杆挤 出机包括单螺杆挤出机、双螺杆挤出机或多螺杆挤出机；挤出机的长径比在15-100范围 内，转速为10-600转/分钟，可控温度在30-50(TC之间，采用多个加料口，附加侧向喂料装 置，液体定量加料装置，真空排气装置。
3. 如权利要求1所述的高韧性尼龙原位合金的制备方法，其特征在于，所述的环状内 酰胺单体包括丁内酰胺、己内酰胺、辛内酰胺、癸内酰胺和十二内酰胺的一种或几种。
4. 如权利要求1所述的高韧性尼龙原位合金的制备方法，其特征在于，所述的聚四氢 呋喃是分子量大于1000的聚四氢呋喃。
5. 如权利要求1所述的高韧性尼龙原位合金的制备方法，其特征在于，所述的阴离子 弓I发剂是具有内酰胺阴离子结构的化合物。
6 如权利要求1所述的高韧性尼龙原位合金的制备方法，其特征在于，所述的助催化 剂是含有酸酐、酰氯、异氰酸酯中的两个以上基团的化合物，如甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷 二异氰酸酯、对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯或均苯四甲酸酐等。
全文摘要
本发明涉及一种高韧性尼龙原位合金的制备方法，该高韧性尼龙原位合金是由环状内酰胺单体在聚四氢呋喃存在下聚合获得的，其制备方法是运用螺杆挤出机，将环状内酰胺单体、聚四氢呋喃、阴离子引发剂和助催化剂一起反应挤出。与现有技术相比，本发明产品尼龙与增韧剂聚四氢呋喃相容性好、增韧效果明显，在制备过程中聚合和增容同时进行，能够实现大批量生产。
文档编号C08L77/02GK101760012SQ200810207969
公开日2010年6月30日 申请日期2008年12月26日 优先权日2008年12月26日
发明者方辉, 杨桂生 申请人:上海杰事杰新材料股份有限公司