納米TiO₂/MC尼龍6複合材料的原位製備方法

2023-04-26 22:18:26

專利名稱：納米TiO2/MC尼龍6複合材料的原位製備方法
技術領域：
本發明屬於材料科學技術領域，涉及ー種尼龍6複合材料的製備方法。
背景技術：
MC尼龍又稱澆鑄尼龍。它是在常壓下，將熔融的原料己內醯胺單體C6H11NO用鹼性的物質作催化劑，與活化劑等助劑一起製成待聚單體，直接注入預熱到一定溫度的模具中， 使物料在模具中很快地進行聚合反應，凝結成堅韌的固體胚件。MC尼龍作為工程塑料之一， 「以塑代鋼、性能卓越」，它具有綜合性能好，高強度、自潤滑、耐衝擊、高韌性、抗蠕變和機加 エ性能好等優點，主要應用於取代銅、鋼、合金等有色金屬以及普通工程塑料，廣泛用於製作齒輪、齒條、軸承、軸瓦、滑輪、滑塊、託輥、摩擦部件和防腐輸送管道等，在鐵路、汽車、物流、冶金、環保、煤炭、飲料機械、石油機械、化工機械、包裝機械等行業。由於MC尼龍6的耐候性使得其在耐候性要求較高領域的使用受到一定的限制，為了使MC尼龍6在這ー領域得到應用必須提高機械性能和耐候性能。

發明內容
本發明的目的在於針對現有技術的缺陷而提供ー種比MC尼龍6更優良的機械性能和耐候性能的納米Ti02/MC尼龍6複合材料的原位製備方法。為了實現上述目的，本發明採用以下技術方案一種耐候性納米TiO2/澆鑄尼龍6複合材料的原位製備方法，包括步驟(1)模具的準備；(2)原料的配置按重量稱取己內醯胺單體置於反應器中，將溫度加熱至110°C 120°C，抽真空脫水，真空度為10—1 10_3Pa，直到物料熔化；(3)在熔化的己內醯胺單體中加入鹼性催化劑，同時進行真空脫水；(4)停止抽真空，迅速加入納米TiO2粒子，，升溫至140°C 160°C，採用超聲波將納米粒子均勻分散在己內醯胺單體中，抽真空，真空度為KT1 ；(5)加入活性劑；(6)、澆鑄及固化將步驟(5)中加入活化劑、納米粒子、催化劑的己內醯胺溶液混合均勻後迅速的澆鑄到預熱為150°C 160°C的模具中，保溫0. 5 池後冷卻，即得到耐候性納米TiO2/澆鑄尼龍6複合材料。所述的脫模劑為礦物潤滑油或潤滑脂。所述的納米TiO2為金紅石型的納米級ニ氧化鈦。所述的鹼性催化劑為金屬鈉、金屬鉀、金屬鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀或碳酸鈉。所述的活化劑為乙醯基己內醯胺、碳酸ニ苯酯或ニ苯甲烷ニ異氰酸酯中的ー種。所述的己內醯胺單體和鹼性催化劑的重量比為100 0. 2 1. 0。所述的活性劑與己內醯胺的重量比為0 1 100。TiO2納米粒子與己內醯胺的重量比為0.5 5 100。
所述的模具準備是將清潔好的模具塗上脫模劑，然後將模具加熱到150°C 160 0C ο本發明所依據的技術原理是在己內醯胺中加入鹼性催化劑氫氧化鈉、納米TiO2, 再加入活化劑2，4-ニ甲苯ニ異氰酸酷，在特定的條件下製備出機械強度和耐候性均優於純MC尼龍6的製品。本發明的優點在幹採用上述方案的MC尼龍6複合材料的製備方法，以納米TW2粒子同時作為增韌劑和增強劑，又以金紅石型TW2的紫外線吸收性提高MC尼龍6的耐候性。以這種方法由於利用了納米TiO2表面的基團和己內醯胺的極性基團之間的相互作用，使納米粒子均勻的分散在MC尼龍6的基體中，這種方法生產的納米Ti02/MC尼龍6複合材料由於納米粒子的均勻分散同時提高了 MC尼龍6的強度和抗衝擊性，同時也使MC尼龍6的耐候性得到提高， 解決了現有技術中MC尼龍6的耐候性差問題。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進ー步說明，而非限制本發明的範圍。實施例1 耐候性納米Ti02/MC尼龍6複合材料的原位製備方法，通過下列步驟實現(1)模具的準備，將清潔好的模具塗上ニ甲基矽油，然後將模具加熱到160°C。(2)稱取100重量份的己內醯胺單體置於反應器中，將溫度加熱至120°C，抽真空脫水30min，真空度為10—1 10_3Pa，直到己內醯胺固體熔化；(3)在熔化的己內醯胺單體中加入0. 3重量份的氫氧化鈉作催化劑，同時進行真空脫水30min ；(4)停止抽真空，迅速加入0. 5重量份的納米TiO2粒子並升溫至160°C，同時採用超聲波超聲Ih將納米粒子均勻分散在己內醯胺單體中，繼續抽真空30min ；(5)加入0.3重量份的活性劑2，4-ニ甲苯ニ異氰酸酷；(6)澆鑄及固化將步驟(5)中加入活化劑的溶液混合均勻後迅速的澆鑄到預熱為160°C的模具中，保溫Ih後冷卻，即得到耐候性納米Ti02/MC尼龍6複合材料。實施例2 耐候性納米Ti02/MC尼龍6複合材料的原位製備方法，通過下列步驟實現(1)模具的準備，將清潔好的模具塗上甘油，然後將模具加熱到160°C。(2)原料的配置，稱取100重量份的己內醯胺單體置於反應器中，將溫度加熱至 120°C，抽真空脫水30min，真空度為10—1 10_3Pa，直到己內醯胺固體熔化。(3)在熔化的己內醯胺單體中加入0. 6重量份的氫氧化鉀作催化劑，同時進行真空脫水30min。(4)停止抽真空，迅速加入1重量份的納米TiO2粒子並升溫至150°C，同時採用超聲波超聲1. 5h將納米粒子均勻分散在己內醯胺單體中，繼續抽真空30min。
(5)加入0.5重量份的活性劑2，4-ニ甲苯ニ異氰酸酷。(6)澆鑄及固化，將步驟(5)中加入活化劑的溶液混合均勻後迅速的澆鑄到預熱為160°C的模具中，保溫Ih後冷卻，即得到耐候性納米Ti02/MC尼龍6複合材料。實施例3 耐候性納米Ti02/MC尼龍6複合材料的原位製備方法，通過下列步驟實現(1)模具的準備將清潔好的模具塗上ニ甲基矽油，然後將模具加熱到150°C。(2)原料的配置，稱取100重量份的己內醯胺單體置於反應器中，將溫度加熱至 110°c，抽真空脫水30min，真空度為10—1 10_3Pa，直到己內醯胺固體熔化。(3)，在熔化的己內醯胺單體中加入1. 0重量份的氫氧化鈉作催化劑，同時進行真空脫水30min。(4)，停止抽真空，迅速加入5重量份的納米TiO2粒子並升溫至150°C，同時採用超聲波超聲池將納米粒子均勻分散在己內醯胺單體中，繼續抽真空30min。(5)，加入0. 8重量份的活性劑2，6_ ニ甲苯ニ異氰酸酷。(6)澆鑄及固化，將步驟(5)中加入活化劑的溶液混合均勻後迅速的澆鑄到預熱為160°C的模具中，保溫Ih後冷卻，即得到耐候性納米Ti02/MC尼龍6複合材料。通過本方法製備的複合材料的過程中，其中催化劑氫氧化鈉的用量、加入納米粒子後的超聲時間、助催化劑的用量等對聚合過程都有一定的影響，必須進行適當的控制。經電子顯微鏡觀察，納米TiO2均勻的分散在MC尼龍6中。通過對其進行耐紫外線試驗發現， 在紫外線的輻照下30天的時間裡，複合材料的機械性能基本不變。上述的對實施例的描述是為便於該技術領域的普通技術人員能理解和應用本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，並把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限於這裡的實施例，本領域技術人員根據本發明的掲示，不脫離本發明範疇所做出的改進和修改都應該在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種耐候性納米TiO2/澆鑄尼龍6複合材料的原位製備方法，其特徵在於包括步驟(1)模具的準備；(2)原料的配置按重量稱取己內醯胺單體置於反應器中，將溫度加熱至110°C 120°C，抽真空脫水，真空度為10—1 10_3Pa，直到物料熔化；(3)在熔化的己內醯胺單體中加入鹼性催化劑，同時進行真空脫水；(4)停止抽真空，迅速加入納米TiO2粒子，升溫至140°C 160°C，採用超聲波將納米粒子均勻分散在己內醯胺單體中，抽真空，真空度為KT1 ；(5)加入活性劑；(6)、澆鑄及固化將步驟(5)中加入活化劑、納米粒子、催化劑的己內醯胺溶液混合均勻後迅速的澆鑄到預熱為150°C 160°C的模具中，保溫0. 5 池後冷卻，即得到耐候性納米TiO2/澆鑄尼龍6複合材料。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的脫模劑為礦物潤滑油或潤滑脂。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的納米TW2為金紅石型的納米級ニ 氧化鈦。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的鹼性催化劑為金屬鈉、金屬鉀、金屬鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀或碳酸鈉。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的活化劑為乙醯基己內醯胺、碳酸ニ 苯酯或ニ苯甲烷ニ異氰酸酯中的ー種。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的己內醯胺單體和鹼性催化劑的重量比為100 0. 2 1. 0。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的活性劑與己內醯胺的重量比為 0 1 100。
8.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於=TiO2納米粒子與己內醯胺的重量比為 0. 5 5 100。
9.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的模具準備是將清潔好的模具塗上脫模劑，然後將模具加熱到150°C 160°C。
全文摘要
一種納米TiO2/MC尼龍6複合材料的原位製備方法。該方法包括步驟模具的準備；原料的配置按重量稱取己內醯胺單體置於反應器中，將溫度加熱至110℃～120℃，抽真空脫水，真空度為10-1～10-3Pa，直到物料熔化；在熔化的己內醯胺單體中加入鹼性催化劑，同時進行真空脫水；停止抽真空，迅速加入納米TiO2粒子，升溫至140℃～160℃，採用超聲波將納米粒子均勻分散在己內醯胺單體中，抽真空，真空度為10-1～10-3Pa；加入活性劑；澆鑄及固化即得到耐候性納米TiO2/澆鑄尼龍6複合材料。這種方法生產的納米TiO2/MC尼龍6複合材料提高了MC尼龍6的強度、抗衝擊性和耐候性。
文檔編號B29C39/44GK102585214SQ201110008380
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月14日 優先權日2011年1月14日
發明者楊俊 , 林志勇 申請人:上海傑事傑新材料(集團)股份有限公司