专利名称：一种相容剂及其在聚苯醚/尼龙合金中的应用和该合金的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种相容剂、该相容剂在聚苯醚/尼龙合金中的应用以及该合金的制备方法。
背景技术：
聚苯醚(Polyphenylene Oxide，简称PPO)是由2，6-二甲基苯酚通过氧化偶合
方法聚合而得的非晶态聚合物，是一种高耐热的工程塑料，其抗蠕变性好，在23°C、 14MPa载荷下，经过300小时后的蠕变值小于0.5%，而且随温度的升高，其蠕变值的变 化很小。但是其脆性大、加工性能和耐溶剂性能均较差，其熔融温度为262-267°C，且在 300°C以下熔体粘度都很高，使其无法加工成型，限制其应用范围。为此，必需经过合金 化或复合改性实现其广泛工业化应用。尼龙(Polyamide，简称PA)为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂，作为工 程塑料的尼龙分子量一般为1.5-3万。尼龙具有很高的机械强度，软化点高，耐热，磨擦 系数低，耐磨损，自润滑性，吸震性和消音性，耐油，耐弱酸，耐碱和一般溶剂，电绝 缘性好，有自熄性，无毒，无臭，耐候性好，染色性差。PA的缺点是吸水性大，影响尺 寸稳定性和电性能，纤维增强可降低树脂吸水率，使其能在高温、高湿下工作。PPO具有很高的尺寸稳定性和热变形温度，但其抗溶剂性和成型加工性较差； PA的抗化学性和加工流动性优良，但尺寸稳定性和冲击韧性较差；这两种塑料固有的性 能特点决定了将它们组合时能获得性能平衡的材料，一组分的优点能弥补另一组分的缺 点。不添加相容剂的聚苯醚、尼龙是完全不相容的两相体系，因而增容改性成为聚苯醚/ 尼龙合金发展的主要方向和亟待解决的问题，其增容改性的方法就是通过相容剂来实现。化工进展2003年第22卷公开了一种苯乙烯一甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA) 共聚物(SG)的制备方法，并将此共聚物用于尼龙/聚苯醚合金体系的增容。其拉伸强 度由25MPa提高到40MPa，断裂伸长率提高了 2%。因此一般而言，相容剂对材料的加 工性能改善显著，而物理性能影响并不是十分明显。US4732938公开了一种聚苯醚/尼 龙合金的增容加工方法，先将聚苯醚和一种不饱和羧基化合物(如马来酸酐)预挤出使 得聚苯醚羧基化，再混入尼龙，可以制备改良性能的聚苯醚/尼龙合金，尤其在合适的 不饱和羧基化合物含量下，合金的Izod冲击性能由0.2ft lbs/in提高到0.8ft lbs/in。此种 加工方法的改变也可以通过反应性增容提高聚苯醚/尼龙合金的性能。US4873276公开 了加入反应性马来酸酐增容聚苯醚和尼龙的方法，将合金的缺口 Izod冲击强度的4kg cm/ cm提高到8kg cm/cm。但由于反应性官能团的含量以及反应性不够，并未达到更令人满 意的相容改性效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种相容剂以及该相容剂在聚苯醚/尼龙合金中的应用和该合金的制备方法。本发明所采用的技术方案为
一种相容剂，其特征在于其是由硼酸和同时含有羟基和羧酸基团的物质采用如下方 法制备的硼酸酯
在带有搅拌器、温度计和分水回流装置的三口玻璃烧瓶中加入100重量份的硼酸和 50 300重量份的同时含有羟基和羧酸基团的物质，并加入10 100重量份的甲苯作为 溶剂，油浴加热，60 120°C下搅拌反应，甲苯和反应生成的水形成共沸物逐渐蒸出，通 过分水回流装置分出生成的水，反应8 h 9 h后，在60 90 kPa下减压蒸馏40 min， 除去剩余的甲苯、少量的水及过量的多元羧酸或其衍生物类物质，得到带有双活性官能 团的硼酸酯，密闭干燥保存。所述同时含有羟基和羧酸基团的物质为酒石酸、葡萄糖酸、对羟基苯甲酸、柠 檬酸、苹果酸、上述酸的盐及水合物。一种相容剂在聚苯醚/尼龙合金中的应用，其特征在于其可直接应用于聚苯醚/ 尼龙合金的制备中，也可与聚苯醚熔融挤出制成聚苯醚共混增容体系应用在聚苯醚/尼 龙合金的制备中，所述聚苯醚共混增容体系的制备方法为
将100重量份干燥过的聚苯醚、1 5重量份硼酸酯、0 5重量份辅助相容剂和 0.1 0.5重量份引发剂混合均勻，然后加入双螺杆挤出机中进行熔融接枝反应，螺杆温 度为170 295°C，螺杆转速在70 120转/分钟，得到所述聚苯醚共混增容体系。所述辅助相容剂为马来酸酐、富马酸、马来酰亚胺或马来酰胼。所述聚苯醚的特性粘数为0.42-0.45 dl/g，其特性粘数测试用的溶剂为氯仿，温 度为25°C。所述引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、过氧化特戊酸特丁酯、偶氮
异丁基腈或过氧化十二酰。 一种聚苯醚/尼龙合金的制备方法，其特征在于其包括以下步骤将0.5 10重 量份干燥过的相容剂、10 100重量份干燥过的聚苯醚和10 100重量份干燥过的尼龙 混合均勻后加入螺杆温度为170 295°C、螺杆转速为70 120转/分钟的双螺杆挤出机 中挤出，得到一种增容改性的聚苯醚/尼龙合金。一种聚苯醚/尼龙合金的制备方法，其特征在于其包括以下步骤将10 30重 量份干燥过的聚苯醚共混增溶体系、25 100重量份干燥过的聚苯醚和25 100重量份 干燥过的尼龙混合均勻后加入螺杆温度为170 295°C、螺杆转速为70 120转/分钟的 双螺杆挤出机中挤出，得到一种增容改性的聚苯醚/尼龙合金。所述尼龙为尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12、尼龙610、尼龙612、尼龙 1010、尼龙46、尼龙7、尼龙9、尼龙13或其他含有氨基和酰胺基团的聚合物。本发明取得的积极效果为本发明制备带有双活性官能团的硼酸酯的反应示例 如下
权利要求
1.一种相容剂，其特征在于其是由硼酸和同时含有羟基和羧酸基团的物质采用如下 方法制备的硼酸酯在带有搅拌器、温度计和分水回流装置的三口玻璃烧瓶中加入100重量份的硼酸和 50 300重量份的同时含有羟基和羧酸基团的物质，并加入10 100重量份的甲苯作为 溶剂，油浴加热，60 120°C下下搅拌反应，甲苯和反应生成的水形成共沸物逐渐蒸出，通 过分水回流装置分出生成的水，反应8 h 9 h后，在60 90 kPa下减压蒸馏40 min,除 去剩余的甲苯、少量的水及过量的多元羧酸或其衍生物类物质，得到带有双活性官能团的 硼酸酯，密闭干燥保存。
2.根据权利要求1所述的一种相容剂，其特征在于所述同时含有羟基和羧酸基团的物 质为酒石酸、葡萄糖酸、对羟基苯甲酸、柠檬酸、苹果酸、上述酸的盐及水合物。
3.一种相容剂在聚苯醚/尼龙合金中的应用，其特征在于其可直接应用于聚苯醚/尼 龙合金的制备中，也可与聚苯醚熔融挤出制成聚苯醚共混增容体系应用在聚苯醚/尼龙 的合金制备中，所述聚苯醚共混增容体系的制备方法为将100重量份干燥过的聚苯醚、1 5重量份硼酸酯、0 5重量份辅助相容剂和 0.1 0.5重量份引发剂混合均勻，然后加入双螺杆挤出机中进行熔融接枝反应，螺杆温 度为170 295°C，螺杆转速在70 120转/分钟，得到所述聚苯醚共混增容体系。
4.根据权利要求3所述的一种相容剂在聚苯醚/尼龙合金中的应用，其特征在于所述 辅助相容剂为马来酸酐、富马酸、马来酰亚胺或马来酰胼。
5.根据权利要求3所述的一种相容剂在聚苯醚/尼龙合金中的应用，其特征在于所述 聚苯醚的特性粘数为0.42-0.45 dl/g，其特性粘数测试用的溶剂为氯仿，温度为25°C。
6.根据权利要求3所述的一种相容剂在聚苯醚/尼龙合金中的应用，其特征在于所述 引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、过氧化特戊酸特丁酯、偶氮异丁基腈或过 氧化十二酰。
7.—种聚苯醚/尼龙合金的制备方法，其特征在于其包括以下步骤将0.5 10重 量份干燥过的相容剂、10 100重量份干燥过的聚苯醚和10 100重量份干燥过的尼龙 混合均勻后加入螺杆温度为170 295°C、螺杆转速为70 120转/分钟的双螺杆挤出机 中挤出，得到一种增容改性的聚苯醚/尼龙合金。
8.—种聚苯醚/尼龙合金的制备方法，其特征在于其包括以下步骤将10 30重量 份干燥过的聚苯醚共混增溶体系、25 100重量份干燥过的聚苯醚和25 100重量份干 燥过的尼龙混合均勻后加入螺杆温度为170 295°C、螺杆转速为70 120转/分钟的双 螺杆挤出机中挤出，得到一种增容改性的聚苯醚/尼龙合金。
9.根据权利要求7或8所述的一种聚苯醚/尼龙合金的制备方法，其特征在于所述尼 龙为尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12、尼龙610、尼龙612、尼龙1010、尼龙46、尼 龙7、尼龙9、尼龙13或其他含有氨基和酰胺基团的聚合物。
全文摘要
本发明涉及一种相容剂、该相容剂在聚苯醚/尼龙合金中的应用以及该合金的制备方法。本发明的相容剂是由硼酸和同时含有羟基和羧酸基团的物质制备的硼酸酯，本发明的相容剂可直接应用于聚苯醚/尼龙的合金制备中，也可与聚苯醚熔融挤出制成聚苯醚共混增容体系应用在聚苯醚/尼龙的合金制备中，本发明的聚苯醚/尼龙合金的制备方法包括以下步骤将相容剂或聚苯醚共混增溶体系、聚苯醚和尼龙干燥后混合均匀，加入螺杆温度为170～295℃、螺杆转速为70～120转/分钟的双螺杆挤出机中挤出，得到一种增容改性的聚苯醚/尼龙合金。本发明加工操作方便，工艺简单，达到显著的增容效果，拉伸性能和弯曲性能得到明显改善，综合性能佳且稳定，满足一般应用对强度的要求，工业应用前景广阔。
文档编号C08L77/06GK102020785SQ201010570660
公开日2011年4月20日 申请日期2010年12月2日 优先权日2010年12月2日
发明者张亚通, 李立, 李英, 瞿雄伟, 邸玉龙 申请人:河北科技大学