一種液晶環氧樹脂改性尼龍性能的方法
2023-12-11 23:36:12 4
一種液晶環氧樹脂改性尼龍性能的方法
【專利摘要】本發明公開了一種液晶環氧樹脂改性尼龍性能的方法。該方法是將液晶環氧樹脂和尼龍66混合均勻，乾燥；然後將共混物加入到哈克流變儀中密煉；密煉溫度為260℃‐270℃，在哈克流變儀中密煉8‐15分鐘後出料，冷卻後於室溫下用密封袋保存；液晶環氧樹脂質量佔混合物總質量的5‐10%；本發明液晶環氧樹脂通過與一種主鏈含有質子供體的結晶高分子材料等共混，並在一定溫度下將液晶環氧樹脂引入聚合物側鏈，可降低聚合物本身的熔融溫度，以至於提高材料本身的加工性能。改性後的尼龍熔融溫度最低可以降低到231.1℃，與純尼龍66對比降低20℃。初始分解溫度最高提高到366.1℃，與純尼龍66對比提高8℃。
【專利說明】一種液晶環氧樹脂改性尼龍性能的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一類液晶環氧樹脂的應用，特別是涉及一種液晶環氧樹脂改性尼龍性能的方法。
【背景技術】
[0002]液晶環氧樹脂，即通常指含有剛棒狀芳香基團介晶基元的環氧化合物。在一定溫度範圍內呈現液晶性。液晶環氧樹脂具有液晶分子的有序性，分子鏈中還有活性基團環氧基，廣泛應用於改性環氧樹脂。蔡智奇、孫建中等人(高校化工學報，23 (3)，2009，510;Journal of Polymer Science, Part A:PolymerScience:2007, 45, 727)報導了合成一種新型液晶環氧樹脂，4，4』 -雙(4 -羥基苯甲氧基)-3，3』，5，5』 -四甲基聯苯二縮水甘油醚(DEG - TMBPBHB)，通過五步有機合成路徑，其固化產物可具有較高的耐熱性並保留其液晶性於固化網絡之中，但該法收率很低，合成方法不經濟。蔡智奇等人(Polymer Bulletin, 2011，67:57 - 66)在此基礎上,設計了一種新合成方法，通過選擇特定溶劑和合適溫度避免原料自聚等副反應，採用兩步合成法，高效合成得到了聯苯芳香類複合型液晶環氧樹脂，發明了一種熱性能和綜合力學性能優異的液晶環氧樹脂。
[0003]劉國棟等人(申請號200810052793.6 )發明了一種液晶環氧樹脂改性雙酚A環氧樹脂的方法，提高雙酚A環氧樹脂的衝擊韌性和耐熱性；楊明山等人(申請號200910088200.6)發 明了液晶環氧樹脂低聚物的製備方法以及其在環氧樹脂組合物改性中的應用，可適用於大規模和超大規模集成電路封裝方面應用。以上專利申請保護液晶環氧樹脂在改性環氧樹脂中的應用，但沒有用於改性結晶高分子材料(包括聚醯胺、聚酯、聚碳酸酯、聚碸，等)。
[0004]尼龍(PA)的化學名為聚醯胺，是五大工程塑料之一。由於PA分子結構中有大量醯胺基團，大分子末端是氨基或羧基，是一類分子間能形成氫鍵，具有一定反應性的結晶性聚合物。改性尼龍由於其出色的機械強度、耐熱性、耐油性，耐化學藥品和其它性能得到了廣泛的關注，與其它聚醯胺相比，PA66最容易熱降解和三維結構化，使得尼龍的應用範圍得到拓展。PA66的改性主要通過與纖維狀、片狀或其它形狀填料共混或與液晶聚合物共混使其某些性能得到大幅度提高。Rajalendu等人(Polymer，2005，46(10):3343 -3354)利用原位複合製得了 PA66/Si02納米複合材料，與純PA66相比，複合材料的熔融溫度稍有下降，熱分解溫度提高了 20°C。
[0005]液晶環氧樹脂共混物由於其特殊自增強結構主要用於同類性質物質的改性。目前液晶環氧樹脂改性主要應用於改性常規環氧樹脂，對於不同類別的物質，如尼龍66改性，還未還未見任何報導，而液晶環氧樹脂改性尼龍性能的方法機理與改性規環氧樹脂完全不同。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是提供一種液晶環氧樹脂改性尼龍性能的方法，有效提高改性材料的耐高溫性能，降低尼龍66的熔融溫度，提高尼龍66的加工性能。
[0007]本發明通過在尼龍66中加入液晶環氧樹脂，在合適的溫度下，不使用有機溶劑，兩者發生化學交聯反應，形成三維網絡結構，使分子鏈發生纏結和分子量局部增大。改性體系的起始分解溫度提高5 - 15°C，改性後的尼龍66材料的耐高溫性能明顯提高。本發明的交聯反應抑制尼龍分子鏈的規整排布，液晶環氧樹脂的加入使尼龍66的熔融溫度降低10 - 20°C，工程塑料的加工溫度隨之降低從而降低加工能耗，降低成本。
[0008]為了達到上述目的，本發明採用如下技術方案:
[0009]一種液晶環氧樹脂改性尼龍性能的方法:將液晶環氧樹脂和尼龍66混合均勻，乾燥；然後將共混物加入到哈克流變儀中密煉;密煉溫度為260°C -270°C，在哈克流變儀中密煉8 -15分鐘後出料，冷卻後於室溫下用密封袋保存；液晶環氧樹脂質量佔混合物總質量的5- 10% ；
[0010]所述液晶環氧樹脂為二(4- (2，3-環氧丙氧基)苯甲酸)-3，3』，5，5』 -四甲氧基聯苯-4，4』 - 二酯或者N，N』 - 二(4 - (2,3-環氧丙氧基)-苯基亞甲基)-2，2，3，3』，5，5』 ,6,6，-八氟聯苯-4，4』 - 二胺。
[0011]為進一步實現本發明目的，優選地，所述乾燥為將混合物放置在溫度為60°C-70°C的鼓風烘箱中乾燥20 - 30小時。
[0012]所述液晶環氧樹脂質量佔混合物總質量的5 - 7%。
[0013]相對於現有技術，本發明具有以下優點和有益效果:
[0014]液晶環氧樹脂與尼龍66發生化學微交聯反應，形成三維網絡結構，使分子鏈發生纏結和分子量局部增大。改性體系的起始分解溫度提高5 -15°C，改性材料的耐高溫性能明顯提高。同時為交聯反應抑制尼龍分子鏈的規整排布，液晶環氧樹脂的加入使尼龍66的熔融溫度降低10 - 20°C，工程塑料的加工溫度隨之降低從而降低加工能耗，降低成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為實施例1密煉過程轉矩隨時間變化圖。
[0016]圖2為實施例1密煉所得樣品的TGA圖。
[0017]圖3為實施例1密煉所得樣品的DSC圖。
[0018]圖4為實施例2密煉過程轉矩隨時間變化圖。
[0019]圖5為實施例2密煉所得樣品的TGA圖。
[0020]圖6為實施例2密煉所得樣品的DSC圖。
[0021]圖7為實施例3密煉過程轉矩隨時間變化圖。
[0022]圖8為實施例3密煉所得樣品的TGA圖。
[0023]圖9為實施例3密煉所得樣品的DSC圖。
【具體實施方式】
[0024]以下結合實施例對本發明作進一步說明，但本發明要求保護的範圍並不局限於實施例表述的範圍。
[0025]下面實施例應用的哈克流變儀(HAAKE400P)既製備了混合體系，也得出原料熔融反應時的轉矩隨時間變化情況。在流變儀中密煉時，流變儀如實記錄轉矩。操作條件為255 -270°C，轉速50 -60轉/分鐘。混合過程若存在物理或化學作用，則轉矩將明顯升高。
[0026]實施例1
[0027]液晶環氧樹脂二(4- (2，3-環氧丙氧基)苯甲酸)-3，3』，5，5』 -四甲氧基聯苯-4，4』 - 二酯與尼龍66混合物按比例稱好混合均勻，其中液晶環氧樹脂的量分別佔混合物的質量百分比為5%。二(4- (2，3-環氧丙氧基)苯甲酸)-3，3』，5，5』 -四甲氧基聯苯-4，4』 - 二酯結構式為:
[0028]
【權利要求】
1.一種液晶環氧樹脂改性尼龍性能的方法，其特徵在於:將液晶環氧樹脂和尼龍66混合均勻，乾燥；然後將共混物加入到哈克流變儀中密煉；密煉溫度為260°C - 270°C，在哈克流變儀中密煉8 -15分鐘後出料，冷卻後於室溫下用密封袋保存；液晶環氧樹脂質量佔混合物總質量的5 - 10% ； 所述液晶環氧樹脂為二(4- (2，3-環氧丙氧基)苯甲酸)-3，3』，5，5』 -四甲氧基聯苯-4，4』 -二酯或者N，N，-二(4-(2，3-環氧丙氧基)-苯基亞甲基)-2，2，3，3，，5，5，，6，6，-八氟聯苯-4，4，- 二胺。
2.根據權利要求1所述的液晶環氧樹脂改性尼龍性能的方法，其特徵在於:所述乾燥為將混合物放置在溫度為60°C - 70°C的鼓風烘箱中乾燥20 - 30小時。
3.根據權利要求1所述的液晶環氧樹脂改性尼龍性能的方法，其特徵在於:所述液晶環氧樹脂質量佔混合物總質量的5 - 7%。
【文檔編號】C08J3/24GK103642220SQ201310535124
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月1日 優先權日:2013年11月1日
【發明者】蔡智奇, 梅雙, 陳慧琴, 陸園, 文秀芳, 程江 申請人:華南理工大學