专利名称：原位反应增容法制备聚酰胺66/高密度聚乙烯组合物及其制备方法
技术领域：
本发明属于材料领域，具体涉及一种使用原位反应增容的方法制备具有良好力学性能与阻隔性能的聚酰胺66 (PA66) /高密度聚乙烯(HDPE)组合物。
背景技术：
聚酰胺，又称尼龙，是五大通用工程塑料中用途最广、品种最多、产量最大、综合性能优良的基础树脂。聚酰胺66为半透明或不透明的乳白色结晶聚合物，其具有强度高、耐磨、耐溶剂和使用温度范围广等优点，广泛用于汽车制造、机械设备、电子电器、医疗器械和精密仪器等领域。但聚酰胺66由于强极性的特点，存在吸湿性强、尺寸稳定性差且低温和干态下的缺口冲击强度低等缺点，使其应用受到限制。 高密度聚乙烯是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂，在机械性能、低温性能、电性能、化学耐久性和抗水性方面极佳。为了得到同时具有聚酰胺66和高密度聚乙烯良好性能的材料，我们将两者进行共混，但聚酰胺66和高密度聚乙烯共混体系属于不相容共混体系，必须对高密度聚乙烯进行改性，以增强聚酰胺66和高密度聚乙烯两界面间的结合力，从而提高两界面间的相容性。聚酰胺66/高密度聚乙烯组合物的增容剂的增容作用可分为反应性增容与非反应性增容。反应性增容一般是指把两种高聚物与增容剂一并放入到平行双螺杆挤出机里，在挤出过程中产生增容性高聚物。例如，在高密度聚乙烯的分子链上接枝上有极性的官能团(酯基、酸酐基、环氧基和羧基等)，使其在共混过程中，反应性的官能团与聚酰胺66的端氨基发生反应，形成接枝型的高聚物或在两相的界面中产生分子间作用力，改善了两相之间的相容性，增强了两界面之间的结合力。非反应性增容就是使用带有极性基团的高聚物，加入到聚酰胺66和高密度聚乙烯组合物中，来改善两相间的相容性，其机理是该带有极性基团的高聚物中，极性基团的一侧与一种组分相容，高聚物的一侧与另一组分相容。
发明内容
本发明的目的之一是为了提供一种具有良好力学性能与阻隔性能的聚酰胺66/高密度聚乙烯组合物。为达到上述目的，本发明采用以下方案—种原位反应增容法制备聚酰胺66/高密度聚乙烯组合物，其原料组成及重量份为聚酰胺6655 95份，高密度聚乙烯HDPE 5 45份，聚酰胺66与高密度聚乙烯HDPE的重量份总和为100份，引发剂O. 01 I份，顺丁烯二酸酐 O. I 4份，
乙烯与辛烯共聚物接枝马来酸酐POE-g-MAH O. I 4份，在其中一些实施例中，其原料组成及重量份为聚酰胺6665 75份，高密度聚乙烯HDPE 25 35份，聚酰胺66与高密度聚乙烯HDPE的重量份总和为100份，引发剂O. 05 O. 2份，顺丁烯二酸酐 O. 25 I. 5份，乙烯与辛烯共聚物接枝马来酸酐POE-g-MAH I 3份。 在其中一个实施例中，其原料组成及重量份为聚酰胺6670份，高密度聚乙烯HDPE30份，引发剂O. I份，顺丁烯二酸酐O. 5份，乙烯与辛烯共聚物接枝马来酸酐P0E-g_MAH2份。在其中一些实施例中，所述引发剂为过氧化氢类、过氧化二烷基类、过氧化二酰类、过氧化酯类、过氧化二碳酸酯类化合物中的一种。在其中一些实施例中，所述引发剂为过氧化二烷基类中的过氧化二异丙苯2，5_ 二甲基_2，5- 二叔丁基过氧化己烧。本发明的另一目的是提供上述聚酰胺66/高密度聚乙烯组合物的制备方法。具体的技术方案如下上述聚酰胺66/高密度聚乙烯组合物的制备方法，包括如下步骤(I)、将引发剂与顺丁烯二酸酐溶于稀释剂中，得混合溶液；(2)、将聚酰胺66置于80 100°C干燥4 12小时，高密度聚乙烯置于60 80°C干燥4 12小时，冷却后将聚酰胺66与高密度聚乙烯混合均匀，然后加入乙烯与辛烯共聚物接枝马来酸酐POE-g-MAH，最后加入步骤(I)的混合溶液，得预混合料；(3)、将步骤(2)的预混合料置于平行双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒，工艺参数如下平行双螺杆挤出机螺杆转速为25 200r/min，一区温度170 190°C，二区温度230 260°C，三区温度250 280°C，四区温度250 280°C，五区温度250 280°C，六区温度250 280°C，七区温度250 280°C，模头温度250 280°C。在其中一些实施例中，所述稀释剂为丙酮或丁酮。在其中一些实施例中，所述步骤(2)中聚酰胺66置于90°C干燥4 6小时，高密度聚乙烯置于70°C干燥4 6小时；所述步骤(3)中的工艺参数为平行双螺杆挤出机螺杆转速为25 100r/min，一区温度180 190°C，二区温度250 260°C，三区温度260 270°C，四区温度260 270°C，五区温度260 270°C，六区温度260 270°C，七区温度260 270°C，模头温度260 270°C。在其中一些实施例中，所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹；螺杆长度L和直径D之比L/D为20 60，优选螺杆长度L和直径D之比L/D为35 60 ;在其中一些实施例中，所述螺杆上设有一个以上的啮合块区和一个以上的反螺纹区，优选螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。
原位反应增容是指把两种高聚物、含极性基团的乙烯基单体与引发剂一并放入到平行双螺杆挤出机里，在挤出过程中先就地产生含极性基团的高聚物，然后该高聚物与另一高聚物形成带有增容性的高聚物。本发明采用原位增容的方法，在平行双螺杆挤出机里，HDPE分子在引发剂的作用下接枝上顺丁烯二酸酐(MAH)，使其具有较强的极性，利用HDPE-g-MAH的酸酐基团与聚酰胺66的端氨基反应来改善聚酰胺66/高密度聚乙烯体系的相容性，从而得到综合力学性能与阻隔性能良好的聚酰胺66/高密度聚乙烯组合物。利用原位反应增容的方法制备出具有高韧性、低吸水率与低吸油值的聚酰胺66/高密度聚乙烯组合物，工业应用价值较大。所得到的合金可应用于汽车、电子电气、包装、机械、家具、建材、运动和休闲、生活用品、玩具等领域。本发明所提供的原位反应增容法制备聚酰胺66/高密度聚乙烯组合物的方法具有以下优点I、采用本发明的方法制备聚酰胺66/高密度聚乙烯组合物，综合性能优异，缺口冲击强度与纯聚酰胺66相比有较大幅度提高且拉伸强度降低不多，吸水率低，并且其成本可降低21% (PA66的价格为3万元/吨，HDPE为O. 9万元/吨，按7:3共混，其成本比纯PA66降低21%)，工业应用价值较大。2、采用本发明的方法制备聚酰胺66/高密度聚乙烯组合物，其工艺简单，易于控制，对设备要求不高，所使用的设备均为通用的聚合物加工设备，投资不高，易于推广应用。
图I所示实施例3中HDPE在PA66中的分散形态；图2所示实施例流程示意图；图3所示实施例反应机理示意图。
具体实施例方式本发明原位反应增容法制备聚酰胺66/高密度聚乙烯组合物的反应机理如下(反应流程不意图请见图2,反应机理意图请见图3)
权利要求
1.一种聚酰胺66/高密度聚乙烯组合物，其特征在于，其原料组成及重量份为 聚酰胺6655 95份， 高密度聚乙烯HDPE5 45份， 聚酰胺66与高密度聚乙烯HDPE的重量份总和为100份， 引发剂O. 01 I份， 顺丁烯二酸酐O. I 4份， 乙烯与辛烯共聚物接枝马来酸酐POE-g-MAH O. I 4份， 所述引发剂为过氧化氢类、过氧化二烷基类、过氧化二酰类、过氧化酯类、过氧化二碳酸酯类化合物中的一种。
2.根据权利要求I所述的聚酰胺66/高密度聚乙烯组合物，其特征在于，其原料组成及重量份为 聚酰胺6665 75份， 高密度聚乙烯HDPE 25 35份， 聚酰胺66与高密度聚乙烯HDPE的重量份总和为100份， 引发剂O. 05 O. 2份， 顺丁烯二酸酐 O. 25 I. 5份， 乙烯与辛烯共聚物接枝马来酸酐POE-g-MAH I 3份。
3.根据权利要求I所述的聚酰胺66/高密度聚乙烯组合物，其特征在于，其原料组成及重量份为 聚酰胺6670份， 高密度聚乙烯HDPE 30份， 引发剂O. I份， 顺丁烯二酸酐O. 5份， 乙烯与辛烯共聚物接枝马来酸酐POE-g-MAH 2份。
4.根据权利要求I所述的聚酰胺66/高密度聚乙烯组合物，其特征在于，所述过氧化二烷基类中为过氧化二异丙苯、2，5- 二甲基-2，5- 二叔丁基过氧化己烷。
5.一种制备权利要求I 4任一项所述聚酰胺66/高密度聚乙烯组合物的方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)、将所述重量份的引发剂与顺丁烯二酸酐溶于稀释剂中，得混合溶液； (2)、将所述重量份的聚酰胺66置于80 100°C干燥4 12小时，高密度聚乙烯置于60 80°C干燥4 12小时，冷却后将聚酰胺66与高密度聚乙烯混合均匀，然后加入所述重量份的乙烯与辛烯共聚物接枝马来酸酐POE-g-MAH，最后加入步骤(I)的混合溶液，得预混合料； (3)、将步骤(2)的预混合料置于平行双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒，即得； 工艺参数如下 所述平行双螺杆挤出机螺杆转速为25 200r/min，一区温度170 190°C，二区温度230 260°C，三区温度250 280°C，四区温度250 280°C，五区温度250 280°C，六区温度250 280°C，七区温度250 280°C，模头温度250 280°C。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述稀释剂为丙酮或丁酮；所述步骤(2)中聚酰胺66置于90°C干燥4 6小时，高密度聚乙烯置于70°C干燥4 6小时。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的工艺参数为平行双螺杆挤出机螺杆转速为25 100r/min，一区温度180 190°C，二区温度250 260°C，三区温度260 270°C，四区温度260 270°C，五区温度260 270°C，六区温度260 270°C，七区温度260 270°C，模头温度260 270°C。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述平行双螺杆挤出机的螺杆形状为单线螺纹；螺杆长度L和直径D之比L/D为20 60，所述螺杆上设有一个以上的啮合块区和一个以上的反螺纹区。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述螺杆长度L和直径D之比L/D为35 60 ;所述螺杆上设有2个啮合块区和2个反螺纹区。
全文摘要
本发明公开了一种原位反应增容法制备聚酰胺66/高密度聚乙烯组合物，其原料的重量份为，聚酰胺6655～95份，高密度聚乙烯HDPE5～45份，聚酰胺66与高密度聚乙烯HDPE的重量份总和为100份；引发剂0.01～1份，顺丁烯二酸酐0.1～4份，乙烯与辛烯共聚物接枝马来酸酐POE-g-MAH0.1～4份。采用本发明的方法制备聚酰胺66/高密度聚乙烯组合物，增容效果显著，使界面粘结力大幅提高，提高了生产效率，其综合力学性能与阻隔性能良好，成本降低21％左右，且使用范围广，工业应用价值较大。
文档编号C08L77/06GK102775784SQ20121025974
公开日2012年11月14日 申请日期2012年7月20日 优先权日2012年3月12日
发明者朱怀才, 王忠强 申请人:东莞市信诺橡塑工业有限公司