一种超低温下高抗冲击增韧尼龙材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种超低温下高抗冲击增韧尼龙材料及其制备方法，本发明专利技术包括以下重量百分含量的组分：尼龙树脂60‑75％，增韧剂A20‑30％，增韧剂B1‑5％，抗氧剂0.1‑1％，光稳定剂0.2‑2％，加工助剂0.5‑2％。本发明专利技术的增韧尼龙材料，拉伸强度高于40MPa，室温简支梁缺口冲击强度高于80kJ/m

A nylon material with high impact resistance and toughening at ultra-low temperature and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种超低温下高抗冲击增韧尼龙材料及其制备方法
本专利技术属于高分子材料改性领域，尤其是涉及一种超低温下高抗冲击增韧尼龙材料及其制备方法。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，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。尼龙，是一种应用较广泛的工程塑料，具有良好的力学性能、耐热性、耐磨性、耐化学溶剂性、自润滑性和一定的阻燃性，加工性能优良，可一体化成型复杂的结构部件，被广泛用于汽车、电子电器、机械、轨道交通、体育器械等领域。但由于其受环境和温度的影响，性能会出现大幅度的变化，阻碍了它的发展和应用，对其改性可使其综合性能得到明显提升。随着国家大力推进的高端装备制造业的发展，对改性尼龙及其他工程塑料的各项性能要求也越来越高，但是多数国内生产的改性尼龙产品耐低温、韧性、机械强度等性能不协调，具体表现为：耐低温、高韧性产品机械强度差，高机械强度产品的韧性差，尤其在超低温环境下抗冲击强度普遍只能达到室温抗冲击强度的10％-20％。因此，在超低温环境下无法使用或使用寿命缩短。在我国高寒地区以及南北极等其他极端环境下的使用的特种工程塑料，对于产品的平衡性能要求较高，现有的尼龙产品在超低温情况下或存在抗冲击性过差、易开裂、使用寿命短的问题，或存在强度与韧性等性能不匹配的问题，均无法适应我国高寒地区对高抗冲击尼龙产品的特殊要求。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术提供了提供一种综合性能优良的在超低温环境下具备高抗冲击性能的增韧尼龙材料，室温简支梁缺口冲击强度高于80kJ/m2，低温-55℃下仍具备室温冲击强度的40％以上，完美的提升了了产品的超低温下抗冲击性能。满足我国高寒地区及其他极端环境下特种工程塑料耐低温方面的使用要求。为实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种超低温下高抗冲击增韧尼龙材料，包括以下重量份数的组分：尼龙树脂60-70份，增韧剂A20-30份，增韧剂B1-5份，抗氧剂0.1-1份，光稳定剂0.2-2份，加工助剂0.5-2份；其中，所述增韧剂A为马来酸酐接枝的聚烯烃弹性树脂；所述增韧剂B为柠檬酸酯类或环氧类环保型增塑剂。本申请研究发现：在低温条件下，通过增韧剂A和增韧剂B的配合，可有效地利用其分子间力的相互作用增加材料受到破坏时所需的力，从而提高了低温环境下材料的抗冲击性能。在一些实施例中，包括以下重量份数的组分：尼龙树脂60-65份，增韧剂A20-25份，增韧剂B1-3份，抗氧剂0.1-0.5份，光稳定剂0.2-1份，加工助剂0.5-1.2份。在一些实施例中，包括以下重量份数的组分：尼龙树脂65-70份，增韧剂A25-30份，增韧剂B3-5份，抗氧剂0.5-1份，光稳定剂1-2份，加工助剂1.2-2份。研究发现：作为分散相，弹性体粒子之间需要达到一定的间距才能有效增韧尼龙，而弹性体的交联程度、粘度及所接枝官能团的多少对增韧效果也有影响，因此，在一些实施例中，所述的增韧剂A为PE-g-MAH、PP-g-MAH或POE-g-MAH一种或多种的混合，提高了尼龙的增韧和低温抗冲击性能。在一些实施例中，所述增韧剂B为柠檬酸三丁酯、柠檬酸三辛酯、乙酰柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三辛酯，以及环氧大豆油、环氧乙酰亚麻油酸甲酯、环氧糠油酸丁酯、环氧蚕蛹油酸丁酯、环氧大豆油酸辛酯、9，10-环氧硬脂酸辛酯中的一种或多种的混合。通过添加少量增韧剂B，可起到对材料拉伸性能影响较小，在低温环境下，有助于提高材料抗冲击性能的效果。研究发现：由于尼龙材料中含有酰胺基团有较强的极性，容易受高温、紫外线、水分等环境影响，造成高分子链产生交联、断链、异构化等反应，因此，在一些实施例中，所述的抗氧剂为酚类、硫代酯类、金属离子钝化剂型抗氧剂中的一种或几种混合物；有效地控制尼龙树脂在加工中高温造成的老化降解，显著改善尼龙树脂在加工、使用过程中产生的黄变及性能降低的问题。尼龙材料长期暴露在日光或短期置于强荧光下，由于吸收了紫外线能量，引起了自动氧化反应，导致尼龙树脂降解，使得制品变色、发脆、性能下降。因此，在一些实施例中，所述的光稳定剂为炭黑、氯化锌、二氧化钛中的一种或几种混合物，可以有效地保护尼龙材料不受紫外线破坏，提高其长期稳定性。为了避免尼龙性能在加工过程中受到高温、紫外和水分的影响，减少其与添加剂之间不良的交互反应。因此，在一些实施例中，所述加工助剂为EBS润滑剂、油酸酰胺或者芥酸酰胺，有效改善了尼龙树脂的加工性能，在不提高加工温度的同时能有效提高尼龙的加工流动性。本申请对尼龙树脂的来源和类型并不作特殊的限定，在一些实施例中，所述尼龙树脂的相对粘度为2.0-3.4的尼龙6、尼龙66或二者的混合物，提高了尼龙的增韧和低温抗冲击性能。本专利技术还提供了一种超低温下高抗冲击增韧尼龙材料的制备方法，包括如下步骤：将尼龙树脂、增韧剂A、增韧剂B、抗氧剂、光稳定剂和加工助剂混合均匀、双螺杆挤出成型，即得。本专利技术的超低温下高抗冲击增韧尼龙材料的制备方法，工艺简单，易操作，生产效率高。在一些实施例中，所述双螺杆挤出成型的加工工艺为：喂料螺杆转速40-60r/min，主螺杆转速400-600r/min；一至三区温度为：220～270℃、四至六区温度为：230～280℃、七至九区温度为：220～280℃。所制备的超低温下高抗冲击增韧尼龙材料，耐寒性能极佳，-55℃低温缺口冲击强度可保持在室温数据的40％以上，产品综合性能良好且很稳定。在一些实施例中，双螺杆挤出机的加工工艺为：一至三区温度为：220～240℃、四至六区温度为：230～250℃、七至九区温度为：220～250℃，主螺杆转速500转/分钟，喂料螺杆转速50转/分钟。本专利技术还提供了任一上述的超低温下高抗冲击增韧尼龙材料在汽车、电子、机械、轨道交通、体育器械领域中的应用。本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术的超低温下高抗冲击增韧尼龙材料，通过加入适量的马来酸酐接枝的聚烯烃弹性树脂作为增韧剂A，以及适量的环保型增塑剂作为增韧剂B，充分促进了各组分相容，通过添加少量增韧剂B，可起到对材料拉伸性能影响较小，在低温环境下，有助于提高材料抗冲击性能的效果。(2)本专利技术的超低温下高抗冲击增韧尼龙材料，耐寒性能极佳，-55℃低温缺口冲击强度可保持在室温数据的40％以上，产品综合性能良好且很稳定，可广泛应用于高铁、汽车、电子、机械、轨道交通、体育器械等领域。(3)本专利技术的超低温下高抗冲击增韧尼龙材料的制备方法，工艺简单，易操作，生产效率高。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为本申请实施例1使用的增韧剂A组分；图2为本申请实施例1使用的增韧剂B组分；图3为本申请实施例2.2制备的增韧尼龙颗粒。具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超低温下高抗冲击增韧尼龙材料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：尼龙树脂60-70份，增韧剂A 20-30份，增韧剂B 1-5份，抗氧剂0.1-1份，光稳定剂0.2-2份，加工助剂0.5-2份；/n其中，所述增韧剂A为马来酸酐接枝的聚烯烃弹性树脂；/n所述增韧剂B为柠檬酸酯类或环氧类环保型增塑剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种超低温下高抗冲击增韧尼龙材料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：尼龙树脂60-70份，增韧剂A20-30份，增韧剂B1-5份，抗氧剂0.1-1份，光稳定剂0.2-2份，加工助剂0.5-2份；
其中，所述增韧剂A为马来酸酐接枝的聚烯烃弹性树脂；
所述增韧剂B为柠檬酸酯类或环氧类环保型增塑剂。


2.如权利要求1所述的超低温下高抗冲击增韧尼龙材料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：尼龙树脂60-65份，增韧剂A20-25份，增韧剂B剂1-3份，抗氧剂0.1-0.5份，光稳定剂0.2-1份，加工助剂0.5-1.2份。


3.如权利要求1所述的超低温下高抗冲击增韧尼龙材料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：尼龙树脂65-70份，增韧剂A25-30份，增韧剂B剂3-5份，抗氧剂0.5-1份，光稳定剂1-2份，加工助剂1.2-2份。


4.如权利要求1所述的超低温下高抗冲击增韧尼龙材料，其特征在于，所述的增韧剂A为PE-g-MAH、PP-g-MAH或POE-g-MAH一种或多种的混合。


5.如权利要求1所述的超低温下高抗冲击增韧尼龙材料，其特征在于，所述增韧剂B为柠檬酸三丁酯、柠檬酸三辛酯、乙酰柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三辛酯，以及环氧大豆油、环氧乙酰亚麻油酸甲酯、环氧糠油酸丁酯、环氧蚕蛹油酸丁酯、环氧大豆油酸辛酯、9，10-环氧硬脂酸辛酯中的一种或多种的混合。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓宇，郭言朝，王兆波，谢永光，董家硕，
申请(专利权)人：山东科华赛邦新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37