專利名稱：一種改性mc尼龍的制作方法
技術領域：
本發(fā)明為一種改性MC尼龍材料，涉及聚合物合成及改性加工領域。制備的改性MC尼龍材料斷裂伸長率和拉伸強度穩(wěn)定、各項技術指標精準，在軍工等企業(yè)中應用表現(xiàn)突出。
背景技術：
尼龍是熱塑性、結晶性、吸濕性的高分子材料，具有特殊的化學與物理性質，廣泛的應用于社會生產(chǎn)的各個領域，是五大工程材料之首。但因其一些長期存在易吸水、耐光性差、設計要求較嚴格、抗拉強度低、熱膨脹系數(shù)低等缺點而限制了應用的范圍。通常工業(yè)上尼龍6的制造是將單體己內酰胺熔融，加入少量的水(或酒精)和穩(wěn)定劑如有機酸、胺等，在高壓釜或聚合管內加熱至250°C左右進行水解開環(huán)聚合，反應過程中不斷放出水分，聚合度逐漸增大，分子量一般在3萬以下，反應需要較長的平衡時間，整個操作需要20-30小時以上，得到的小分子量的尼龍具有以上很多缺點。把干燥的己內酰胺融化成液體，在100°C左右溶解少量的金屬鈉再加熱至240°C或將己內酰胺在265°C沸騰狀態(tài)下加入少量的固體氫氧化鈉，只要幾分鐘即可得到高粘度聚合體，分子量可以達到10萬，雖然分子量可以得到提升，但在繼續(xù)加熱時，分子量會迅速下降，變化很大，很難控制，同樣會影響產(chǎn)品的質量。由于特殊的化學與物理性質，解決其缺點一直是科研單位與生產(chǎn)企業(yè)面臨的難題。尼龍改性，既可增加尼龍的特殊用途，又可降低能耗和繁瑣的金屬加工工序，在國民經(jīng)濟生產(chǎn)中起著舉足輕重作用，同時又可為國家資源利用率及環(huán)境保護做出重要的貢獻，在我國具有廣闊的發(fā)展前景。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于研制一種改性MC尼龍材料，可以代替鋼材材料廣泛應用于軍工、冶金、礦山、紡織、化工、造紙、電力能源、石油機械等領域。為了解決了尼龍材料中的材質不均勻、抗拉強度低、抗沖擊強度低、斷裂伸長不穩(wěn)定、線膨脹系數(shù)大等缺點，本發(fā)明研制了改性MC尼龍的聚合及加工工藝。本發(fā)明采取以液態(tài)的己內酰胺為原料，以堿做催化劑，用異氰酸酯類或胺類做活化劑進行聚合反應的方法，添加聚氧化乙烯和甲基磷酸三胺，直接注入模具中快速聚合成型。進而采用熱脫模的方法得到改性MC尼龍制品。利用本發(fā)明的技術可以在降低反應溫度和反應時間的基礎上得到穩(wěn)定的大分子量改性MC尼龍材料。改性MC尼龍材料制品具有良好的韌性、耐寒性和性能指標的精準性。本發(fā)明的特點在于:(1)本發(fā)明研制生產(chǎn)的改性MC尼龍是以己內酰胺為原料，在堿類催化劑的存在下，加入活化劑，直接注入模具中快速聚合而成型的。工藝實現(xiàn)了熔點以下的陰離子聚合反應。因此相比普通尼龍含單體量少、分子量高、抗拉伸、沖擊強度高、摩擦系數(shù)小、硬度高、抗疲勞、抗蠕變、抗吸震、降噪音、耐大多數(shù)腐蝕介質。(2)本發(fā)明在工藝中提高己內酰胺熔料溫度至100-150°C，增加每克分子己內酰胺催化劑用量至0.05% -0.3%克，增加活化劑用量至0.4% -1 %，添加了增強劑和增韌劑，增加了尼龍的強度、韌性、耐寒性及性能指標的精準性。(3)本發(fā)明采用熱脫模的方法，在120_170°C的變壓器油中熱處理去應力，時間約為15min/mm厚度，熱處理完畢后鑄件緩慢冷卻。這樣可以避免制品厚度較大或幾何形狀較復雜時，凸出部分在內應力的作用下炸裂。精確控制線膨脹系數(shù)在(3 5)X10_5、斷裂伸長率37 40%、拉伸強度72 75MPa。本發(fā)明研制生產(chǎn)的改性MC尼龍斷裂伸長率和拉伸強度穩(wěn)定，各項技術指標精準，尤其在軍工企業(yè)中得應用表現(xiàn)尤為突出。如155榴彈閉氣環(huán)在炮膛內有良好的輔助閉氣及潤滑作用，而且高耐磨、高韌性、高強度，炮口外30m內脫落一致，不僅滿足彈道性能，而且提高了彈著點的精度。本發(fā)明研制生產(chǎn)的改性MC尼龍產(chǎn)品已接受軍工制造企業(yè)檢驗，在多種炮彈的閉氣裝置上使用。實用結果證明，普通尼龍脫環(huán)范圍在O 50米，應用改性MC尼龍制成的閉氣裝置脫環(huán)范圍縮小到10 30米，大大提高了炮彈的射程和精準度。本發(fā)明的改性尼龍與其他尼龍的一些性能比較見表I。表I普通尼龍(PA6)與MC尼龍、改性MC尼龍的性能比較
權利要求
1.一種改性MC尼龍材料，其特征在于利用己內酰胺為原料，在特定的條件下添加催化齊U、活化劑，采用增強、增韌等一系列特殊復合改性技術，通過直接注入模具中快速聚合成型和熱脫模的方法生產(chǎn)系列改性MC尼龍材料。
2.如權利要求1所述的改性MC尼龍的催化劑為KOH，NaOH,NaCO3，氫化鈉，甲醇鈉，有機金屬化合物中的一種或幾種，用量為0.05% 0.3%。
3.如權利要求1所述的改性MC尼龍的活化劑為甲苯二異氰酸酯，二苯基甲烷二異氰酸酯，三苯基甲烷三異氰酸酯，乙?；簝弱０罚琋-苯甲酰己內酰胺，甲基磷酸三胺的一種或幾種，用量為0.4% 1%。
4.如權利要求1所述的改性MC尼龍的增強改性是通過加入增強劑完成的，增強劑包括滑石粉、粉煤灰、稀土、云母、Al2O3、高嶺土、蒙脫土、凹凸棒土，Mg(OH)2，碳纖維，玻璃纖維中的一種或幾種，用量為5% 15%。
5.如權利要求1所述的改性MC尼龍的增韌改性是通過加入增韌劑完成的，增韌劑包括聚氧化乙烯，聚酯，聚氨酯，聚醚，液 態(tài)聚丁二烯中的一種或幾種，用量為4% 10%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改性MC尼龍材料。其特點是利用己內酰胺為原料，在特定的條件下添加催化劑、活化劑，采用增強、增韌等一系列特殊復合改性技術，通過直接注入模具中快速聚合成型和熱脫模的方法生產(chǎn)系列改性MC尼龍材料。本發(fā)明在降低反應溫度和反應時間的基礎上可得到穩(wěn)定的大分子量改性MC尼龍材料，制品的線膨脹系數(shù)減小((3～5)×10-5)，斷裂伸長率為37～40％，拉伸強度為72～75MPa，改性MC尼龍制品具有良好的強度、韌性、耐寒性，制品的尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異，性能指標精準。本發(fā)明可廣泛應用于軍工、冶金、礦山、紡織、化工、造紙、電力能源、石油機械等領域。
文檔編號C08L77/02GK103232595SQ201210109538
公開日2013年8月7日 申請日期2012年4月16日 優(yōu)先權日2012年4月16日
發(fā)明者袁浩杰, 李玉峰, 蔡淑清 申請人:齊齊哈爾北坤合成高分子材料有限公司