专利名称：一种改性聚酰胺及其制备方法
技术领域：
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种改性聚酰胺及其制备方法。
背景技术：
聚酰胺是一种重要的热塑性工程塑料，由ε-己内酞胺开环聚合或6-氨基己酸缩合制得。聚酰胺结晶度较高，具有良好的耐磨性、耐油性、耐溶剂性和耐热性等优点，但其缺口敏感性差，抗冲击强度低等缺点限制了其应用范围。目前对聚酰胺增韧的方法主要以填充、共混改性等，刘新海等用硅灰石粉体对聚酰胺增强，Kudva等直接用商品级ABS与聚酰胺共混的方法来改善和提高聚酰胺的性能。直接合成官能化ABS改性剂增韧聚酰胺的研究相对较少，而且多数人集中在用马来酸酐改性。如日本三井化学株式会社的专利JP127503/97、法国阿托化学公司的专利 FR8519421、FR8803877、FR9512701、FR9609148 以及日本岸本产业株式会社的专利JP190634/97、JP190635/97等，都是将马来酸酐接枝乙丙橡胶来改性聚酰胺。专利CN1765988A采用马来酸酐和ABS改性聚酰胺，得到的聚酰胺合金缺口冲击强度达到81. 2焦耳/米，还有较大的提升空间。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的聚酰胺缺口冲击强度低的问题，而提供一种改性聚酰胺及其制备方法。本发明提供一种改性聚酰胺，该改性聚酰胺是由聚酰胺和官能化ABS改性剂以质量比为65 35共混制备而成；所述的官能化ABS改性剂是将苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯混合接枝在聚丁二烯胶乳上制备得到的，所述的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯和聚丁二烯胶乳的质量百分比为(17. 2 5 21. 75) (5. 75 7. 25) : (I 7) :70。本发明还提供一种改性聚酰胺的制备方法，包括如下步骤一将苯乙烯、丙烯腈和甲基丙烯酸环氧丙酯加入单体瓶中，再向单体瓶中加入松香皂液和蒸馏水，形成单体混合液；步骤二 将聚丁二烯胶乳放入三口瓶中，加入引发剂和步骤一得到的单体混合液，在62 67°C条件下反应I 3h，得到官能化ABS改性剂；所述的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯和聚丁二烯胶乳质量百分比为(17. 25 21. 75) :(5. 75 7. 25) : (I 7) 70 ；步骤三按质量百分比为35 65将步骤二得到的官能化ABS改性剂和聚酰胺树脂放入双螺杆挤出机中，在215 235°C条件下挤出，即得到一种改性聚酰胺。本发明的有益效果本发明提供一种改性聚酰胺及其制备方法，该改性聚酰胺是由聚酰胺和官能化ABS改性剂以质量比为65 35共混制备而成；所述的官能化ABS改性剂是将苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯混合接枝在聚丁二烯胶乳上制备得到的，所述的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯和聚丁二烯胶乳的质量百分比为(17. 25^21. 75):(5. 75 7. 25)(I 7):70。本发明先采用乳液法合成官能化ABS改性剂，该官能化ABS改性剂是采用GMA接枝橡胶粒子合成得到的，然后通过对官能化ABS改性剂与聚酰胺共混物物料配比进行优化，得到改性聚酰胺，本发明的方法工艺简单、原料低廉、易于实现，实验结果表明本发明的改性聚酰胺缺口冲击强度可达到648. 14焦耳/米。
具体实施例方式本发明提供一种改性聚酰胺，该改性聚酰胺是由聚酰胺和官能化ABS改性剂以质量比为65 35共混制备而成；所述的官能化ABS改性剂是将苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯混合接枝在聚丁二烯胶乳上制备得到的，所述的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯和聚丁二烯胶乳的质量百分比为(17. 25 21. 75) (5. 75 7. 25) (1 7) :70，更优选为(17. 25 20. 25)(5. 75 6. 75) :(3 7) :70，最优选为 18. 75 6. 25 5 :70。本发明还提供一种改性聚酰胺的制备方法，包括如下步骤一将苯乙烯、丙烯腈和甲基丙烯酸环氧丙酯加入单体瓶中，再向单体瓶中加入松香皂液和蒸馏水，形成单体混合液；步骤二 将聚丁二烯胶乳放入三口瓶中，加入引发剂和步骤一得到的单体混合液，在62 67°C条件下反应I 3h，得到官能化ABS改性剂；所述的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯和聚丁二烯胶乳的质量百分比为(17. 25 21. 75) (5. 75 7. 25) :(I 7):70 ；步骤三按质量百分比为35 65将步骤二得到的官能化ABS改性剂和聚酰胺树脂放入双螺杆挤出机中，在215 235°C，条件下挤出，即得到一种改性聚酰胺。
本发明首先对单体苯乙烯(St)、丙烯腈(AN)和甲基丙烯酸环氧丙酯(GMA)进行预乳化，具体步骤为将St、AN和GMA加入单体瓶中，然后向单体瓶中加入松香皂液和蒸馏水，用胶塞密封并摇晃单体瓶，直至瓶内液体呈不分层的乳液状，即得到单体混合液，所述的松香皂液的体积ml :苯乙烯的质量g为10 : (17. 25^21. 75)，蒸馏水和苯乙烯的质量比为
10(17. 25 21. 75)。本发明先将聚丁二烯胶乳(固含量57. 32%)放入三口瓶中，用蒸馏水稀释至固含量为35. 0%，在氮气保护和62飞7°C条件下连续搅拌，为了更好的分散引发，上述单体混合液和引发剂可分两次次加入到三口瓶中，优选的是，先取5%上述混合液加入到三口瓶中，并加入引发剂，20 25min后开始连续向三口瓶中滴加剩余的上述单体混合液和引发剂，滴加结束后再反应O. 5 I h，将乳液破乳、洗涤、过滤后烘干备用，即得到官能化ABS改性齐U。所述的反应温度优选为63°C。本发明所述的引发剂为氧化还原体系引发剂，优选为过氧化氢异丙苯和硫酸亚铁溶液。所述的引发剂ml :苯乙烯的质量g为15. 35 :(17. 25 21. 75);其中过氧化氢异丙苯和硫酸亚铁溶液的体积比优选为O. 35 :15，硫酸亚铁的浓度为lg/1。将聚酰胺树脂(PA6)在真空干燥箱120 130°C干燥3 5 h后，按质量百分比为35 65将得到的官能化ABS改性剂和聚酰胺树脂放入双螺杆挤出机中，在215 235°C条件下挤出，优选为225°C，即得到一种改性聚酰胺。将上述得到的改性聚酰胺颗粒在120 130°C条件下用真空干燥箱干燥7 IOh后进入注射机按照GB1039-92标准制备出标准的冲击和拉伸样条，进行冲击测试和拉伸测试。下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述，需要说明的是，本发明的范围不受这些实施例的限制。实施例中所用的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯单体为吉林石化生产ABS粉料产品的原料，工业级；所用的聚酰胺牌号为尼龙6，工业级。对比例I将22. 5gSt和7. 5g AN加入单体瓶中，然后向单体瓶中加入IOml松香皂液和IOg蒸馏水，用胶塞密封并摇晃单体瓶，直至瓶内液体呈不分层的乳液状，即得到单体混合液；将123g PB胶乳(固·含量57. 32%)放入三口瓶中加入67g蒸馏水，稀释至固含量为35. 0%，在氮气保护和63°C条件下连续搅拌，先取IOml单体混合液加入三口瓶中，并加入O. 3ml过氧化异丙苯和IOml硫酸亚铁溶液(lg/Ι )，反应20min后，再向三口瓶中连续滴加剩余的单体混合液，滴加结束后，向三口瓶中加入O. 05ml过氧化异丙苯和5ml硫酸亚铁溶液(lg/Ι)，再反应I h后将乳液破乳、洗涤、过滤后烘干备用，即得到官能化ABS改性剂；将PA6树脂在真空干燥箱120°C干燥3 h后，将65gPA6树脂和35g官能化ABS改性剂放入双螺杆挤出机中，在225°C条件下挤出后切粒，即得到一种改性聚酰胺颗粒。将上述得到的改性聚酰胺颗粒在120°C条件下用真空干燥箱干燥8 h后进入注射机按照GB1039-92标准制备出标准的冲击和拉伸样条，进行冲击测试和拉伸测试，结果如表I所示。实施例1将21.75gSt、7.25g AN和IgGMA加入单体瓶中，然后向单体瓶中加入IOml松香皂液和IOg蒸馏水，用胶塞密封并摇晃单体瓶，直至瓶内液体呈不分层的乳液状，即得到单体混合液；将123g PB胶乳(固含量57. 32%)放入三口瓶中加入67g蒸馏水，稀释至固含量为35. 0%，在氮气保护和63°C条件下连续搅拌，先取IOml单体混合液加入三口瓶中，并加入O. 3ml过氧化异丙苯和IOml硫酸亚铁溶液(lg/Ι )，反应20min后，再向三口瓶中连续滴加剩余的单体混合液，滴加结束后，向三口瓶中加入O. 05ml过氧化异丙苯和5ml硫酸亚铁溶液(lg/Ι )，再反应I h后将乳液破乳、洗涤、过滤后烘干备用，即得到官能化ABS改性剂；将PA6树脂在真空干燥箱120°C干燥3 h后，将65gPA6树脂和35g官能化ABS改性剂放入双螺杆挤出机中，在225°C条件下挤出后切粒，即得到一种改性聚酰胺颗粒。将上述得到的改性聚酰胺颗粒在120°C条件下用真空干燥箱干燥8 h后进入注射机按照GB1039-92标准制备出标准的冲击和拉伸样条，进行冲击测试和拉伸测试，结果如表I所示。实施例2将20. 25gSt、6. 75g AN和3gGMA加入单体瓶中，然后向单体瓶中加入IOml松香皂液和IOg蒸馏水，用胶塞密封并摇晃单体瓶，直至瓶内液体呈不分层的乳液状，即得到单体混合液；将123g PB胶乳(固含量57. 32%)放入三口瓶中加入67g蒸馏水，稀释至固含量为35. 0%，在氮气保护和63°C条件下连续搅拌，先取IOml单体混合液加入三口瓶中，并加入O. 3ml过氧化异丙苯和IOml硫酸亚铁溶液(lg/Ι),反应20min后，再向三口瓶中连续滴加剩余的单体混合液，滴加结束后，向三口瓶中加入O. 05ml过氧化异丙苯和5ml硫酸亚铁溶液(lg/Ι)，再反应I h后将乳液破乳、洗涤、过滤后烘干备用，即得到官能化ABS改性剂；将PA6树脂在真空干燥箱120°C干燥3 h后，将65gPA6树脂和35g官能化ABS改性剂放入双螺杆挤出机中，在225°C条件下挤出后切粒，即得到一种改性聚酰胺颗粒。将上述得到的改性聚酰胺颗粒在120°C条件下用真空干燥箱干燥8 h后进入注射机按照GB1039-92标准制备出标准的冲击和拉伸样条，进行冲击测试和拉伸测试，结果如表I所示。实施例3将18. 75gSt、6. 25g AN和5gGMA加入单体瓶中，然后向单体瓶中加入IOml松香皂液和IOg蒸馏水，用胶塞密封并摇晃单体瓶，直至瓶内液体呈不分层的乳液状，即得到单体混合液；将123g PB胶乳(固含量57. 32%)放入三口瓶中加入67g蒸馏水，稀释至固含量为35. 0%，在氮气保护和63°C条件下连续搅拌，先取IOml单体混合液加入三口瓶中，并加入O. 3ml过氧化异丙苯和IOml硫酸亚铁溶液(lg/Ι )，反应20min后，再向三口瓶中连续滴加剩余的单体混合液，滴加结束后，想三口瓶中加入O. 05ml过氧化异丙苯和5ml硫酸亚铁溶液(lg/Ι )，再反应I h后将乳液破乳、洗涤、过滤后烘干备用，即得到官能化ABS改性剂；将PA6树脂在真空干燥箱120°C干燥3 h后，将65gPA6树脂和35g官能化ABS改性剂放入双螺杆挤出机中，在225°C条件下挤出后切粒，即得到一种改性聚酰胺颗粒。将上述得到的改性聚酰胺颗粒在120°C条件下用真空干燥箱干燥8 h后进入注射机按照GB1039-92标准制备出标准的冲击和拉伸样条，进行冲击测试和拉伸测试，结果如表I所示。 实施例4将17. 25gSt、5. 75g AN和7gGMA加入单体瓶中，然后向单体瓶中加入IOml松香皂液和IOg蒸馏水，用胶塞密封并摇晃单体瓶，直至瓶内液体呈不分层的乳液状，即得到单体混合液；将123g PB胶乳(固含量57. 32%)放入三口瓶中加入67g蒸馏水，稀释至固含量为35. 0%，在氮气保护和63°C条件下连续搅拌，先取IOml单体混合液加入三口瓶中，并加入
O.3ml过氧化异丙苯和IOml硫酸亚铁溶液(lg/Ι )，反应20min后，再向三口瓶中连续滴加剩余的单体混合液，滴加结束后，想三口瓶中加入O. 05ml过氧化异丙苯和5ml硫酸亚铁溶液(lg/Ι )，再反应I h后将乳液破乳、洗涤、过滤后烘干备用，即得到官能化ABS改性剂；将PA6树脂在真空干燥箱120°C干燥3 h后，将65gPA6树脂和35g官能化ABS改性剂放入双螺杆挤出机中，在225°C条件下挤出后切粒，即得到一种改性聚酰胺颗粒。将上述得到的改性聚酰胺颗粒在120°C条件下用真空干燥箱干燥8 h后进入注射机按照GB1039-92标准制备出标准的冲击和拉伸样条，进行冲击测试和拉伸测试，结果如表I所示。表I
权利要求
1.一种改性聚酰胺，其特征在于，该改性聚酰胺是由聚酰胺和官能化ABS改性剂以质量比为65 35共混制备而成；所述的官能化ABS改性剂是将苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯混合接枝在聚丁二烯胶乳上制备得到的，所述的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯和聚丁二烯胶乳的质量百分比为(17. 25 21. 75) (5. 75 7. 25) :(1 7) :70。
2.根据权利要求1所述的一种改性聚酰胺，其特征在于，所述的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯和聚丁二烯胶乳的质量百分比为(17. 25 20. 25):(5. 75 6. 75): (3 7) 70。
3.根据权利要求1所述的一种改性聚酰胺，其特征在于，所述的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯和聚丁二烯胶乳的质 >量百分比为18. 75 :6. 25 5 :70。
4.根据权利要求1 3任何一项所述的一种改性聚酰胺的制备方法，其特征在于，包括如下步骤一将苯乙烯、丙烯腈和甲基丙烯酸环氧丙酯加入单体瓶中，再向单体瓶中加入松香皂液和蒸馏水，形成单体混合液；步骤二 将聚丁二烯胶乳放入三口瓶中，加入引发剂和步骤一得到的单体混合液，在 62 67°C条件下反应I 3h，得到官能化ABS改性剂；所述的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯和聚丁二烯胶乳质量百分比为(17. 25 21. 75) (5. 75 7. 25) : (I 7) 70 ；步骤三按质量百分比为35 65将步骤二得到的官能化ABS改性剂和聚酰胺树脂放入双螺杆挤出机中，在215 235°C条件下挤出，即得到一种改性聚酰胺。
5.根据权利要求4所述的一种改性聚酰胺的制备方法，其特征在于，所述的引发剂为过氧化氢异丙苯和硫酸亚铁溶液。
6.根据权利要求4所述的一种改性聚酰胺的制备方法，其特征在于，所述的步骤二的反应温度为63 C。
7.根据权利要求4所述的一种改性聚酰胺的制备方法，其特征在于，所述的步骤三的反应温度为225°C。
全文摘要
本发明提供一种改性聚酰胺及其制备方法，属于高分子材料领域。该改性聚酰胺是由聚酰胺和官能化ABS改性剂以质量比为6535共混制备而成；所述的官能化ABS改性剂是将苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯混合接枝在聚丁二烯胶乳上制备得到的，所述的苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸环氧丙酯和聚丁二烯胶乳的质量百分比为(17.25~21.75)(5.75～7.25)(1～7):70。本发明还提供一种改性聚酰胺的制备方法，该方法工艺简单、原料低廉、易于实现，本发明的改性聚酰胺缺口冲击强度可达到648.14焦耳/米。
文档编号C08L77/02GK103044907SQ20131001170
公开日2013年4月17日 申请日期2013年1月11日 优先权日2013年1月11日
发明者郐羽, 贾岩, 张会轩, 胡鑫鑫 申请人:长春工业大学