专利名称：一种超韧尼龙及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种聚合物共混制备超韧尼龙的方法，特别是一种通过动态硫化马来酸酐接枝聚烯烃弹性体制备超韧尼龙的方法。
背景技术：
所谓动态硫化即在橡胶与热塑性塑料熔融共混的过程中使橡胶硫化。1962年，A.M.Gessler首先提出用动态硫化法制备热塑性弹性体(US Patent 3,037,954)，后经美国Uniroyal公司的W.K.Fisher系统研究后，该公司于1972年开发成功动态硫化三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体(US Patent 3,758,643)。80年代初A.Y.Coran在总结前人的基础上提出动态全硫化技术，由美国Monsanto公司开发研究，制得动态全硫化三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体，于1982年正式以商品名Santoprene实现了工业化生产。由于采用动态硫化技术生产热塑性弹性体具有加工成型方便，废料可重复利用，生产效率高，耗能低及综合性能优良等特点，因而引起人们广泛的研究兴趣。
动态硫化技术通常是制备新型热塑性弹性体的新方法。而将其应用于官能化聚烯烃材料增韧改性尼龙的报道尚未见有文献报道。而传统的通过官能化聚烯烃材料通过与尼龙非动态硫化熔融共混的制备增韧尼龙的报道比较多。
国内专利CN90106778、CN91101624、CN97100554、CN97108021、CN99109924以及国外专利DE19502819、EP0377511、EP0400964、EP0455507、EP0469693、US6303691、US6444754、现代塑料加工应用1998 10(3)8、现代塑料加工应用2001 13(4)8、中国塑料2001 15(6)39、中国塑料1999 13(9)30、中国塑料2001 15(12)21等均为添加增容剂以聚烯烃材料增韧尼龙或者直接以官能化聚烯烃材料增韧尼龙方面的报道，其所采用的增容剂为马来酸酐接枝的聚乙烯、聚丙烯、或ABS、SBS、SEBS、EPDM、EPR、POE等聚烯烃材料。本发明采用的增容剂也是马来酸酐接枝的POE，但是本发明与这些报道不同之处在于这些报道中均未采用动态硫化技术对弹性体相进行交联。
发明内容
本发明提供一种动态硫化尼龙/马来酸酐接枝的聚烯烃弹性体制备超韧尼龙材料及其制备方法。本发明的超韧尼龙包括以下组分尼龙、马来酸酐接枝的聚烯烃弹性体以及过氧化物交联剂，其中尼龙的用量为90-70重量份，马来酸酐接枝的聚烯烃弹性体用量为10-30重量份，过氧化物交联体系用量为0.05-2.5重量份。
本发明所采用的尼龙为尼龙6，尼龙66。
本发明所采用的马来酸酐接枝的聚烯烃弹性体为马来酸酐接枝的乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)，接枝率为0.02-1.5％。例如接枝率为0.7％，牌号为日之升CMG9802，它采用Dupont公司Engage8150型乙烯辛烯共聚物熔融法接枝马来酸酐。也可以采用其他牌号的乙烯辛烯共聚物采用熔融接枝马来酸酐的方法制备本研究所用的马来酸酐接枝的乙烯-辛烯共聚物。
本发明所采用的过氧化物交联剂为2，5-二甲基-2，5双(叔丁过氧基)己烷。(简称双2，5)本发明超韧尼龙的制备方法如下在220-240℃的温度下，在双螺杆挤出机中加入上述配比的尼龙、马来酸酐接枝的乙烯-辛烯共聚物以及过氧化物交联剂，在熔融共混的同时将马来酸酐接枝的乙烯-辛烯共聚物动态硫化。
采用该方法制备超韧尼龙加工工艺简单，制备的超韧尼龙加工性能好，适用性强。采用动态硫化技术后，完全硫化的官能化聚烯烃材料颗粒均匀分散到尼龙连续相。与非动态硫化官能化聚烯烃材料增韧尼龙技术相比较，采用动态硫化法使用20份聚烯烃弹性体制备的超韧尼龙的缺口悬臂量冲击强度，已接近采用非动态硫化法30份聚烯烃材料制备的超韧尼龙的缺口悬臂量冲击强度，可降低生产超韧尼龙材料的生产成本。
具体实施例方式下面实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。
实施例1-7尼龙/马来酸酐接枝乙烯-辛烯超韧尼龙的制备按表1中的配方，在235℃的温度下，在双螺杆挤出机中加入以下成分尼龙6、马来酸酐接枝的乙烯-辛烯弹性体，其中尼龙6的用量为90-70重量份，马来酸酐接枝的乙烯-辛烯共聚物用量为10-30重量份，2，5-二甲基-2，5双(叔丁过氧基)己烷用量为0.15重量份。按标准尺寸制备样条。试样1为未改性的纯尼龙，试样2-4为采用传统方式，不同用量官能化聚烯烃改性的超韧尼龙，试样5-7为采用动态硫化法制备不同用量官能化聚烯烃的超韧尼龙。
试样分别按ASTM D638-93/89、ASTM D256-97、ASTM D648、ASTM D790测试拉伸、冲击、热变形、弯曲强度。
表1配方/重量份 1 2 3 4 5 6 7PA6 100 90 80 70 90 80 70POE-g-MAH 10 20 30 10 20 30双2，5 0.15 0.15 0.15力学性能拉伸强度(MPa)57.057.0 45.8 45.2 47.3 43.2 42.8扯断伸长率(％) 258.2 258.2 264.0 275187190.7 285缺口冲击强度Izod(J/M)39 39 69392388 8791077弯曲强度(MPa)76.876.8 53.0 36.6 63.3 46.5 42.3弯曲模量(MPa)17501750 1191 906.4 1455 1030 944实施例8-11尼龙/马来酸酐接枝乙烯-辛烯超韧尼龙的制备实例8-11为采用不同硫化剂用量及增加硫化助剂的配方，按表2中的配方，在235℃的温度下，在双螺杆挤出机中加入以下成分尼龙6、马来酸酐接枝的乙烯-辛烯弹性体以及2，5-二甲基-2，5双(叔丁过氧基)己烷。
按标准尺寸制备样条。试样分别按ASTM D638-93/89、ASTM D256-97、ASTM D648、ASTM D790测试拉伸、冲击、热变形、弯曲强度。
表2配比/重量份8 910 11PA680 80 80 80POE-g-MAH 20 20 20 20双2，5 0 0.15 0.2 0.25力学性能拉伸强度(MPa) 45.843.2 54.7 51.31扯断伸长率(％) 264.0 190.7310.7376.6缺口冲击强度Izod(J/M) 693 879 990 482弯曲强度(MPa) 53.046.5 47.2 53.48弯曲模量(MPa) 11911030 1070 120权利要求
1.一种超韧尼龙，其特征在于该超韧尼龙包括以下组分尼龙、马来酸酐接枝的聚烯烃弹性体以及过氧化物交联剂，其中尼龙的用量为90-70重量份，马来酸酐接枝的聚烯烃弹性体用量为10-30重量份，过氧化物交联体系用量为0.05-2.5重量份。
2.根据权利要求1所述的一种超韧尼龙，其特征在于所采用的尼龙为尼龙6，也可以为尼龙66。
3.根据权利要求1所述的一种超韧尼龙，其特征在于所采用的马来酸酐接枝的聚烯烃弹性体为马来酸酐接枝的乙烯-辛烯共聚物，接枝率为0.02-1.5％。
4.根据权利要求1所述的一种超韧尼龙，其特征在于所采用过氧化物交联剂为2，5-二甲基-2，5双(叔丁过氧基)己烷。
5.一种超韧尼龙的制备方法，其特征在于在采用马来酸酐接枝的聚烯烃弹性体增韧尼龙时，对弹性体相采用动态硫化的方法。
全文摘要
本发明提供一种通过动态硫化马来酸酐接枝聚烯烃弹性体来制备尼龙/聚烯烃弹性体超韧尼龙。超韧尼龙的组成是尼龙、马来酸酐接枝的聚烯烃弹性体以及过氧化物交联剂，在一定的混炼温度下加入到双螺杆挤出机中，在剪切的同时，交联剂将马来酸酐接枝聚烯烃弹性体交联，交联的马来酸酐接枝聚烯烃弹性体颗粒分散于尼龙连续相中，得到高性能的尼龙/马来酸酐接枝聚烯烃弹性体超韧尼龙材料。采用这种方法制备的超韧尼龙加工工艺简单，大大提高了尼龙的抗冲击性能。
文档编号C08K5/00GK1445278SQ0311629
公开日2003年10月1日 申请日期2003年4月10日 优先权日2003年4月10日
发明者刘欣, 黄华, 张勇, 张隐西 申请人:上海交通大学