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一种全可再生型增韧尼龙及其制备方法和应用与流程

2021-02-02 06:02:50|206|起点商标网

[0001]
本发明属于尼龙材料制备技术领域,具体涉及一种全可再生型增韧尼龙及其制备方法和应用。


背景技术:

[0002]
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解,而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]
尼龙是一类性能优异的工程塑料,常用的尼龙包括6和66,但是这两种材料都是来源于石油资源,随着石油资源的枯竭,这些尼龙材料的应用比较受到限制。来源于可再生资源的尼龙原料受到人们的关注,如尼龙11,尼龙1010,尼龙1012等。
[0004]
与来源于石油资源的尼龙6和66类似,可再生型尼龙材料虽然具有良好力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学溶剂性、自润滑性,但是冲击性能差,限制了它的应用。
[0005]
为了提高尼龙材料的冲击性能,人们普遍采用加入聚烯烃增韧剂的方法,但是这种增韧剂同样来源于石油资源,而且在制备过程中往往采用毒性较高的马来酸酐作为接枝单体。
[0006]
采用液态增韧剂可以提高尼龙材料的冲击性能,是替代聚烯烃增韧剂的好方法。但是,发明人发现,这种增韧剂添加量大时容易在尼龙表面析出,影响材料的使用,多数液态增韧剂也是来源于石油资源。


技术实现要素:

[0007]
针对上述现有技术中存在的问题,本发明的目的是提供一种全可再生型增韧尼龙及其制备方法和应用。
[0008]
为了解决以上技术问题,本发明的技术方案为:
[0009]
第一方面,一种全可再生型增韧尼龙,包括尼龙、液态增韧剂、抗氧化剂、引发剂,尼龙的-ch
2-链段与液态增韧剂的双键或者其它活性基体接枝连接;
[0010]
液态增韧剂为蓖麻油酸丁酯或环氧大豆油。
[0011]
增韧尼龙,采用液态增韧剂进行改性,并且所选择的液态增韧剂相比于现有的聚烯烃增韧剂来源不同,制备过程中不必采用毒性的马来酸酐作为接枝单体。
[0012]
所选择的液态增韧剂为带有双键、环氧、羧基和羟基的可再生型液体增韧剂。液态增韧剂含有的环氧、羧基、羟基与尼龙链段末端的羧基和胺基进行反应,最重要的是利用引发剂将增韧剂中的双键打开,接枝到尼龙材料的-ch
2-链段上,利用化学键将增韧剂牢固的锚定在尼龙材料中,有效抑制了增韧剂在尼龙表面的析出,提高了增韧剂的利用效率,提高了尼龙材料的冲击性能。
[0013]
在本发明的一些实施方式中,全可再生型增韧尼龙的各原料的重量份数组成为:尼龙94.8~66份、液态增韧剂5~30份、抗氧化剂0.1~2份、引发剂0.1~2份。
[0014]
进一步,全可再生型增韧尼龙的各原料的重量份数组成为:尼龙78~70份、液态增韧剂20~25份、抗氧化剂0.5~1份、引发剂1.5~1.8份。原料的种类和比例会影响反应的接枝的效果,进而影响得到的全可再生型增韧尼龙的力学性能。
[0015]
在本发明的一些实施方式中,尼龙为尼龙11、尼龙12、尼龙1010、尼龙1012、尼龙1212等;优选为尼龙11、尼龙1010、尼龙1012。尼龙的原料选择为可再生资源的尼龙原料,可再生的尼龙原料相比于尼龙6、尼龙66,虽然冲击性能略好,但仍比较低,本发明制备的全可再生型增韧尼龙,提高了可再生的尼龙原料的冲击性能。
[0016]
在本发明的一些实施方式中,抗氧化剂为[四(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基)丙烯十八酯(抗氧剂1076)、n,n'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(抗氧剂1098)、2,6-二叔丁基-4-甲酚(抗氧剂264)、2,4,6-三叔丁基苯酚(抗氧剂246)、(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸三酯(抗氧剂168)中的一种或几种的混合物。抗氧化剂的作用为防止尼龙原料在挤出过程中由于氧化作用造成的力学性能下降。
[0017]
在本发明的一些实施方式中,引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰等。引发剂的作用是将液态增韧剂的双键打开,然后促进接枝到尼龙的-ch
2-链段上。引发剂的选择种类对接枝的效果具有影响,影响接枝链段的数量和长度。
[0018]
第二方面,一种全可再生型增韧尼龙的制备方法,所述方法为:
[0019]
将原料尼龙、液态增韧剂、抗氧化剂、引发剂混合,然后将混合物放入挤出机中进行挤出,挤出物经过牵引、干燥、切粒得到全可再生型增韧尼龙复合材料。
[0020]
在本发明的一些实施方式中,挤出机中混合物进行挤出的条件为:温度为200℃~330℃之间,主螺杆转速5~300转/分钟,喂料螺杆转速1~50转/分钟。
[0021]
进一步,挤出机中混合物在各区温度为230℃~280℃之间,主螺杆转速60~150转/分钟,喂料螺杆转速10~40转/分钟。进一步优选的,挤出机中混合物在各区温度为250℃~280℃之间,主螺杆转速100~150转/分钟,喂料螺杆转速20~40转/分钟。
[0022]
第三方面,上述的全可再生型增韧尼龙在纺丝、注塑、薄膜等方面的应用。
[0023]
本发明一个或多个技术方案具有以下有益效果:
[0024]
可再生型尼龙和液态增韧剂为主要原料制备全可再生型增韧尼龙材料,所有原料都来源于可再生资源,为了抑制液态增韧剂的析出,采用化学接枝的方法将增韧剂与尼龙原料通过化学键链接,很好的限制了增韧剂的析出,制备的尼龙材料冲击性能优于聚烯烃增韧剂。
具体实施方式
[0025]
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0026]
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。下面结合实施例对本发
实施例155.345.6实施例245.790.8实施例351.154.4实施例443.8105.8实施例540.9115.0对比例141.585.3
[0042]
从表1可以看到在尼龙11、1010和1012中加入蓖麻油酸丁酯后可以显著提高尼龙材料的冲击强度,纯尼龙11、1010和1012的冲击强度在5~8kj/m2之间,当加入10%的蓖麻油酸丁酯后,共混物的缺口冲击强度提高了7~10倍,当加入20%d蓖麻油酸丁酯后,共混物缺口冲击强度最高达到115.0kj/m2,达到超韧尼龙的水平,与传统马来酸酐接枝型增韧剂相比(对比例1),在同样增韧剂添加量下,缺口冲击强度高出5~30kj/m2,说明本发明提出的可再生型尼龙增韧剂技术可以显著提高材料的冲击性能,同时拉伸强度接近。
[0043]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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