一種聚氯乙烯與超細聚己內醯胺共晶材料及製備方法
2023-05-30 11:43:31 1
專利名稱：一種聚氯乙烯與超細聚己內醯胺共晶材料及製備方法
技術領域：
本發明涉及一種聚氯乙烯與聚己內醯胺即尼龍6共晶材料及製備方法。
背景技術：
將聚氯乙烯與工程塑料共混是提高聚氯乙烯的力學性能和耐熱性的新途徑。聚氯乙烯與尼龍共混物綜合了聚氯乙烯的耐燃性和韌性以及尼龍的耐化學試劑及耐油性，具有較高的耐腐蝕性、耐磨性和較好的力學性能及加工性能，大大拓展了聚氯乙烯與尼龍兩種通用塑料的應用領域。但由於尼龍的加工溫度比聚氯乙烯的加工溫度高得多，使得聚氯乙烯與尼龍難以共混。
現有的聚氯乙烯與尼龍共混物的製備，多採用低結晶度、低熔點尼龍作原料，並使用昂貴的尼龍共聚物作為增容劑[3-6]，很難在我國實現聚氯乙烯的工程化。這類聚氯乙烯與尼龍共混物大大提高了聚氯乙烯的力學性能，但其耐熱性沒有明顯的提高。
通過特殊的加工方法控制和實現預期的相結構是目前聚合物加工的前沿領域。超細粉碎大幅度降低了聚己內醯胺即尼龍6的熔點，使其能與聚氯乙烯用常用聚合物加工設備共混加工。聚氯乙烯與超細尼龍6有較好的相容性，共混物內有聚氯乙烯與超細尼龍6共晶體生成。共晶體不僅使聚氯乙烯的力學性能大大增強，而且也顯著提高了其耐熱性。
發明內容
本發明的目的是提供一種聚氯乙烯與超細聚己內醯胺共晶材料及製備方法，以解決聚氯乙烯與尼龍6加工溫度相差大難以共混加工的問題，使聚合物共混物組分間生成共晶體，以顯著改善聚合物共混物力學性能及耐熱性能。
本發明機理氣流磨超細粉碎極大的破壞了尼龍6的晶體結構，使其微晶尺寸變小，晶粒缺陷增大，熔點大幅度降低(熔點可降低到175℃)，能夠與聚氯乙烯在180℃左右共混加工。聚氯乙烯與超細尼龍6共混物中，由於聚苯乙烯與馬來酸酐接枝共聚物的強增容作用，聚氯乙烯與超細尼龍6相容性較大，超細尼龍6粒子中有缺陷的微晶可作為聚氯乙烯結晶的晶種。因此，聚氯乙烯超細尼龍6粒子能生成共晶體。共晶體的存在，不但大幅度提高了聚氯乙稀的力學性能，也顯著提高了其熱性能。
本發明聚氯乙烯與超細聚己內醯胺共晶材料，由聚氯乙烯與超細尼龍6粉、增容劑及加工助劑組成，其質量比為聚氯乙烯超細尼龍6粉增容劑加工助劑＝82∶18∶3～∶5∶8～10。其中超細尼龍6粉的粒徑為4～8μm，所述的增容劑為聚苯乙烯與馬來酸酐接枝共聚物，其中含馬來酸酐18wt％，所述的加工助劑為硬酯酸鋅。
本發明聚氯乙烯與超細聚己內醯胺共晶材料的製備方法步驟為a將聚己內醯胺即尼龍6原料在真空乾燥箱中乾燥後，在氣流磨粉碎機中粉碎成粒徑為4～8μm超細粉，其熔點降低至175℃；b將聚氯乙烯與超細尼龍6粉、增容劑及加工助劑按82∶18∶3～5∶8～10質量比混合均勻，放置一天後在密煉機上進行密煉，密煉機轉速為40轉/分，溫度控制在170～175℃，密煉時間為8～10分鐘；從密煉機出料後立即將熱物料放在開煉機上開煉，開煉機輥距為0.05～0.08mm，輥溫為170～180℃；將開煉後的物料片材負重冷卻，然後在平板硫化機上壓製成型，壓片時間為10～15分鐘，壓力15～20MPa，溫度175℃，即製得聚氯乙烯與超細尼龍6共混物，其聚氯乙烯與超細尼龍6共混物中有聚氯乙烯/超細尼龍6共晶體。
本發明製備的聚氯乙烯與超細尼龍6複合物中共晶體的生成使材料具有優良的力學性能和熱性能。
圖1a.b.c分別是尼龍6粉碎前期、中期及後期的掃描電鏡圖。
圖2為聚氯乙烯與超細尼龍6共混物的SEM照片。
具體實施例方式實施例1將尼龍6在真空乾燥箱中乾燥後，在FAL-100型流化床對撞氣流粉碎機中，使其粉碎。其粉碎氣流壓力為0.94MPa，轉速為9000r/min。尼龍6粉碎前期、中期及後期的掃描電鏡圖如圖1所示。
從圖1可以看出，未粉碎尼龍6(即PA6)粒徑達3-5mm，粉碎後PA6隻有4-8μm。粉碎前結構緻密，粉碎中期成纖維狀，結構仍密實，粉碎後期顆粒結構疏鬆。
實施例2.將乾燥後的聚氯乙烯、超細尼龍6粉、增容劑聚苯乙烯與馬來酸酐共聚物(其中含馬來酸酐18wt％)和加工助劑硬酯酸鋅按82∶18∶3∶10質量比在GH-10型高速混合機上混合一分鐘，放置一天後在XSS-300型密煉機上密煉10分鐘，密煉機轉速為40轉/分，溫度控制在170℃；從密煉機出料後立即將熱物料放在XK-160型開煉機上進行開煉，開煉機輥距為0.05mm，輥溫為180℃；將開煉後的物料片材負重冷卻，然後在QLB350×350×2型平板硫化機上壓製成型，壓片機使用參數時間10分鐘，溫度175℃，壓力15MPa。聚氯乙烯與超細尼龍6共混物的SEM照片如圖2所示。
實施例3.將乾燥後的聚氯乙烯、超細尼龍6粉、增容劑聚苯乙烯與馬來酸酐共聚物(其中含馬來酸酐18wt％)和加工助劑硬酯酸鋅按82∶18∶5∶8質量比在GH-10型高速混合機上混合一分鐘，放置一天後在XSS-300型密煉機上密煉8分鐘，密煉機轉速為40轉/分，溫度控制在175℃；從密煉機出料後立即將熱物料放在XK-160型開煉機上進行開煉，開煉機輥距為0.05mm，輥溫為170℃；將開煉後的物料片材負重冷卻，然後在QLB350×350×2型平板硫化機上壓製成型，壓制條件時間10分鐘，溫度175℃，壓力20MPa。聚氯乙烯與超細尼龍6共混物的SEM照片與實施例2相似如圖2所示。
從圖2照片中可以發現超細尼龍6粒子均勻分散在聚氯乙烯基體中，兩者結合緊密。
權利要求
1.一種聚氯乙烯與超細聚己內醯胺共晶材料，其特徵在於由聚氯乙烯與超細尼龍6粉、增容劑及加工助劑組成，其質量比為聚氯乙烯∶超細尼龍6粉∶增容劑∶加工助劑＝82∶18∶3～∶5∶8～10，其中超細尼龍6粉的粒徑為4～8μm，所述的增容劑為聚苯乙烯與馬來酸酐接枝共聚物，其中含馬來酸酐18wt％，所述的加工助劑為硬酯酸鋅。
2.權利要求1所述的共晶材料的製備方法，其特徵在於製備步驟為a將聚己內醯胺即尼龍6原料在真空乾燥箱中乾燥後，在氣流磨粉碎機中粉碎成粒徑為4～8μm超細粉，其熔點降低至175℃；b將聚氯乙烯與超細尼龍6粉、增容劑及加工助劑按82∶18∶3～5∶8～10質量比混合均勻，放置一天後在密煉機上進行密煉，密煉機轉速為40轉/分，溫度控制在170～175℃，密煉時間為8～10分鐘；從密煉機出料後立即將熱物料放在開煉機上開煉，開煉機輥距為0.05～0.08mm，輥溫為170～180℃；將開煉後的物料片材負重冷卻，然後在平板硫化機上壓製成型，壓片時間為10～15分鐘，壓力15～20MPa，溫度175℃，即製得聚氯乙烯與超細尼龍6共混物，其聚氯乙烯與超細尼龍6共混物中有聚氯乙烯/超細尼龍6共晶體。
全文摘要
本發明提出了聚氯乙烯與超細尼龍6共晶材料及製備方法，該材料由聚氯乙烯與超細尼龍6粉、增容劑及加工助劑按82∶18∶3～5∶8～10質量比組成，其製備方法是將尼龍6即聚己內醯胺原料用氣流磨粉碎，製成粒徑範圍為4～8μm的超細尼龍6粉，其熔點降低至175℃；然後將聚氯乙烯與超細尼龍6粉、增容劑及加工助劑按82∶18∶3～5∶8～10質量比在混合設備中混合均勻，再在雙螺杆擠出機中擠出成型，即製得聚氯乙烯與超細尼龍6共晶材料，所述的增容劑為含馬來酸酐18wt％的聚苯乙烯與馬來酸酐接枝共聚物，所述的加工助劑為硬酯酸鋅。本聚氯乙烯與超細尼龍6複合物中共晶體的生成使材料具有優良的力學性能和熱性能。
文檔編號B29C47/00GK1594418SQ20041001345
公開日2005年3月16日 申請日期2004年7月13日 優先權日2004年7月13日
發明者熊傳溪, 魯聖軍, 董麗傑, 王濤 申請人:武漢理工大學