改性mc尼龙复合材料的配方及材料的制备方法

文档序号:3660082阅读:559来源:国知局
专利名称:改性mc尼龙复合材料的配方及材料的制备方法
技术领域
本发明涉及MC尼龙复合材料技术领域,尤其是涉及MC尼龙复合材料的配方及材料的制备方法。
背景技术
MC尼龙又称单体浇铸尼龙或铸型尼龙,其性能较一般尼龙性能优越。它是以单体己内酰氨为主要原料,用强碱作为催化剂,在常压下将熔融的己内酰氨真空脱水后,加入氢氧化钠,再加入助催化剂等混合均匀,立即注入到预热的模具中聚合成型。改性MC尼龙则是通过在MC尼龙的活性料中添加填充料、化学助剂或对MC尼龙管进行热处理等方式,进ー 步改善其聚合特性,増加其尺寸稳定性、強度和韧性,提高产品的耐磨性及耐侯性。但现有技术改性的MC尼龙,其改性材料仅是简单混合在基体中,玻璃纤维在尼龙纤维的外面,使得复合材料的改进非常有限,且其耐压性、耐磨性、阻燃性能还有待进ー步改进。

发明内容
本发明为解决上述技术问题,在于提供ー种良好耐压性能、抗静电性能和阻燃性能的改性MC尼龙复合材料,该材料较好地解决了薄壁MC尼龙管道的耐压问题,并成功地应用于矿山的管道输送领域,使用压カ2. 0-6. OMPa,效果良好。本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现一种改性MC尼龙复合材料的配方,包括,己内酰胺、氢氧化钠、异腈酸酯、玻璃纤维、石墨和阻燃红磷。进ー步的,上述的石墨使用ニ硫化钥等同替代。进ー步的,上述的玻璃纤维为微米级无碱玻璃纤维。进ー步的,上述配方的组分及重量份如下,己内酰胺100,氢氧化钠0. 016,异腈酸酯0. 003,玻璃纤维4. 5-5. 5,石墨2. 5-3. 5, 阻燃红磷I. 5-2. 5。进ー步的,上述配方中还可以包括碳黑。进ー步的,以己内酰胺100重量份计,碳黑为1-3重量份。一种改性MC尼龙复合材料的制备方法,包括将己内酰氨、玻璃纤维、石墨和阻燃红磷加入釜内加热熔融,待料温上升到 140-145°C时开启真空泵,使釜内真空度为0. 098MPa,真空除水20 30min ;通过釜顶的加料装置,加入氢氧化钠,继续抽真空、除水,时间为20 30min,此时釜内为己内酰氨活性料;将检测合格的己内酰氨活性料放入搅拌釜中保持料温在130-140°C,边搅拌边加入异氰酸酯,搅匀后立即注入预热保温的模具中,注入完毕,使模具旋转,使液态的反应活性料全部附着在管模内壁上聚合成型;保持模管温度160 170°C,时间20 30min,停机,自然冷却后脱模得MC尼龙复合材料;将检验合格的MC尼龙复合材料放入160-170°C的导热油中,边转动保温I 2h,自然冷却至常温,清洗,即得;其中上述组分的重量份为己内酰胺100,氢氧化钠0.016,异腈酸酯0.003,玻璃纤维4. 5-5. 5,石墨2. 5-3. 5,阻燃红磷I. 5-2. 5。本发明具有的有益效果是(I)使用本发明的配方制得的MC尼龙复合材料中玻璃纤维与尼龙能够很好的融合在一起,使玻璃纤维均匀分布在尼龙中,增强尼龙的韧性和強度;(2)本发明制得的MC尼龙复合材料具有良好的抗静电性、耐磨性和阻燃性能;(3)本发明的制备エ艺简单,成本低,适合于エ业化生产。


图I为本发明的改性MC尼龙复合材料的生产エ艺流程。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进ー步阐述本发明。本发明实施例中使用的主要原料有己内酰氨,エ业品,市售;氢氧化钠,分析纯,市售;三苯甲烷三异氰酸酷,エ业品,市售;微米级无碱玻璃纤维,市售。本发明MC尼龙复合材料的配方中的氢氧化钠、异腈酸酯起到反应剂的作用,添加量可以根据实际情况调整,不仅仅限定为配方中的比例。參照附图I所示本发明的ー种MC尼龙复合材料的エ艺流程,将己内酰胺和添加剂熔融,经过真空脱水,加碱(即氢氧化钠),再经真空脱水得活性料,之后加入助催化剂 (即异腈酸酷)搅拌后进行离心浇铸,然后冷却脱摸,经过改性处理(即导热油エ艺),最后清洗即得成品。实施例Iー种MC尼龙复合材料的配方,包括,己内酰胺、氢氧化钠、异腈酸酷、微米级无碱玻璃纤维、石墨、碳黑和阻燃红磷。其中己内酰胺100重量份,氢氧化钠0. 016重量份,异腈酸酷0. 003重量份,微米级无碱玻璃纤维4. 5重量份,石墨3. 5重量份,碳黑I重量份,阻燃红磷2. 5重量份。制备方法,如下将己内酰氨、微米级无碱玻璃纤维、石墨、碳黑和阻燃红磷加入釜内加热熔融,待料温上升到140-145°C时开启真空泵,使釜内真空度为0. 098MPa,真空除水20 30min ;通过釜顶的加料装置,加入氢氧化钠,继续抽真空、除水,时间为20 30min,此时釜内为己内酰氨活性料;放入氮气至常压后检测己内酰氨活性料的合格性;将检测合格的己内酰氨活性料放入搅拌釜中保持料温在130-140°C,边搅拌边加入异氰酸酷,搅匀后立即注入预热保温的卧式离心管材成型机的管模中,注入完毕,立即启动电机,管模旋转,使液态的反应活性料全部附着在管模内壁上聚合成型;保持模管温度160 170°C,时间20 30min,停机, 自然冷却后脱模得改性MC尼龙管;将检验合格的改性MC尼龙管放入160°C左右的导热油中,边转动保温I 2h,自然冷却至常温,清洗,即得。本发明制得的改性MC尼龙管的性能參数如下
抗静电性能达到1*108 ;阻燃性能有焰燃烧3_5s ;无焰燃烧0. 25-0. 3s ;耐磨效果比普通的MC尼龙提高25% ;韧度比普通的MC尼龙提高25%。实施例2一种MC尼龙复合材料的配方,包括,己内酰胺、氢氧化钠、异腈酸酯、微米级无碱玻璃纤维、二硫化钥和阻燃红磷。其中己内酰胺100重量份,氢氧化钠0. 016重量份,异腈酸酯0. 003重量份,微米级无碱玻璃纤维5. 5重量份,二硫化钥2. 5重量份,阻燃红磷I. 5
重量份。制备方法,如下按照上述配方添加原料;将己内酰氨、微米级无碱玻璃纤维、二硫化钥和阻燃红磷加入釜内加热熔融,待料温上升到140-145°C时开启真空泵,使釜内真空度为0. 098MPa,真空除水20 30min ;通过釜顶的加料装置,加入氢氧化钠,继续抽真空、除水,时间为20 30min,此时釜内为己内酰氨活性料;放入氮气至常压后检测己内酰氨活性料的合格性;将检测合格的己内酰氨活性料放入搅拌釜中保持料温在130-140°C,边搅拌边加入异氰酸酯,搅匀后立即注入预热保温的卧式离心管材成型机的管模中,注入完毕,立即启动电机,管模旋转,使液态的反应活性料全部附着在管模内壁上聚合成型;保持模管温度160 170°C,时间20 30min,停机,自然冷却后脱模得改性MC尼龙管;将检验合格的改性MC尼龙管放入160°C左右的导热油中, 边转动保温I 2h,自然冷却至常温,清洗,即得。本发明制得的改性MC尼龙管的性能参数如下抗静电性能达到1*105 ;阻燃性能有焰燃烧3_5s ;无焰燃烧0. 25-0. 3s ;耐磨效果比普通的MC尼龙提高25% ;韧度比普通的MC尼龙提高25%。该成型工艺制造的改性MC尼龙管表面光滑、耐磨性优异、冲击强度高;还具有抗静电性能、耐压性和阻燃性能,应用于矿山的管道输送领域,使用压力2. 0-6. OMPa,效果良好。本发明实施例1-2的制备中均包括在导热油中的定型工艺,由于导热油的恒温系数比较好,温度控制精准,因此通过导热油工艺的MC尼龙管其韧性效果有明显的增加。且油与水相比不易蒸发,降低生产成本。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.一种改性MC尼龙复合材料的配方,包括,己内酰胺、氢氧化钠、异腈酸酯、玻璃纤维、 石墨和阻燃红磷。
2.根据权利要求I所述ー种改性MC尼龙复合材料的配方,其特征在于,所述的石墨使用ニ硫化钥等同替代。
3.根据权利要求I或2所述ー种改性MC尼龙复合材料的配方,其特征在于,所述的玻璃纤维为微米级无碱玻璃纤维。
4.根据权利要求3所述ー种改性MC尼龙复合材料的配方,其特征在于,所述配方的组分及重量份如下,己内酰胺100,氢氧化钠0. 016,异腈酸酯0. 003,玻璃纤维4. 5-5. 5,石墨2. 5-3. 5,阻燃红磷 I. 5-2. 5。
5.根据权利要求I或2所述ー种改性MC尼龙复合材料的配方,其特征在于,所述配方中还包括碳黑。
6.根据权利要求5所述ー种改性MC尼龙复合材料的配方,其特征在干,以己内酰胺 100重量份计,碳黑为1-3重量份。
7.一种改性MC尼龙复合材料的制备方法,包括将己内酰氨、玻璃纤维、石墨和阻燃红磷加入釜内加热熔融,待料温上升到140-145°C 时开启真空泵,使釜内真空度为0. 098MPa,真空除水20 30min ;通过釜顶的加料装置,加入氢氧化钠,继续抽真空、除水,时间为20 30min,此时釜内为己内酰氨活性料;将检测合格的己内酰氨活性料放入搅拌釜中保持料温在130-140°C,边搅拌边加入异氰酸酷,搅匀后立即注入预热保温的模具中,注入完毕,使模具旋转,使液态的反应活性料全部附着在管模内壁上聚合成型;保持模管温度160 170°C,时间20 30min,停机,自然冷却后脱模得改性MC尼龙复合材料;将检验合格的改性MC尼龙复合材料放入160-170°C的导热油中,边转动保温I 2h,自然冷却至常温,清洗,即得;其中上述组分的重量份为己内酰胺100,氢氧化钠0.016,异腈酸酯0. 003,玻璃纤维 4. 5-5. 5,石墨 2. 5-3. 5,阻燃红磷 I. 5-2. 5。
全文摘要
本发明涉及一种改性MC尼龙复合材料的配方及材料的制备方法,包括,己内酰胺、氢氧化钠、异腈酸酯、玻璃纤维、石墨和阻燃红磷。其中的石墨可以使用二硫化钼等同替代。本发明的MC尼龙复合材料具有良好的抗静电性、耐磨性、耐压性和阻燃性能;该材料较好地解决了薄壁MC尼龙管道的耐压问题,并成功地应用于矿山的管道输送领域,使用压力2.0-6.0MPa,效果良好;制备方法简单,成本低,适合于工业化生产。
文档编号C08K5/29GK102604077SQ201210057718
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月7日 优先权日2012年3月7日
发明者张俊达 申请人:张俊达
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