一種尼龍6/熱塑性聚氨酯復合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種尼龍6/熱塑性聚氨酯復合材料及其制備方法，屬于高分子成型 加工研宄領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 尼龍6 (PA6)被廣泛應用于汽車、航空、航天等領(lǐng)域，卻因其缺口沖擊強度低（8. 9 KJ/m2)，限制了它更廣泛的應用。熱塑性聚氨酯（TPU)因軟段為聚酯或聚醚鏈段，是一種彈 性和韌性俱佳的材料。
[0003] XiaofengMa等人將TPU與尼龍6共混，當TPU用量為總原料質(zhì)量的20%時，所得 PA6/TPU復合材料的缺口沖擊強度為llkj/m2,斷裂伸長率為125%。
[0004] Tsien-Tang Chiu等人為改善PA6與TPU之間的相容性，在80PA6/20TPU共混體系 中加入增容劑P〇E-g-MAH，發(fā)現(xiàn)當增容劑用量為20份(相當于總原料質(zhì)量的16. 67%)時，TPU 用量為總原料質(zhì)量的16. 67%，所得PA6/TPU復合材料的缺口沖擊強度可提高到22. 9 kj/m2、 斷裂伸長率為200%及拉伸強度為45 MPa。雖使PA6韌性有所改善，但仍存在TPU用量大、 增容劑P〇E-g-MAH價格較高（25元/Kg)等技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明目的之一是為了解決上述尼龍6/熱塑性聚氨酯復合材料制備過程中熱塑 性聚氨酯用量大、所用的增容劑成本較高、最終所得的尼龍6/熱塑性聚氨酯復合材料力學 性能不好等技術(shù)問題而提供一種力學性能好的尼龍6/熱塑性聚氨酯復合材料。
[0006] 本發(fā)明的目的之二在于提供上述的一種尼龍6/熱塑性聚氨酯復合材料的制備 方法，該制備方法由于熱塑性聚氨酯用量少，增容劑EVA-g-MAH的用量也減少，且增容劑 EVA-g-MAH的價格相對增容劑POE-g-MAH的價格更低，因此本發(fā)明的一種尼龍6/熱塑性聚 氨酯復合材料的制備方法具有生產(chǎn)成本低的特點。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案 一種尼龍6/熱塑性聚氨酯復合材料，按重量份數(shù)計算，其制備過程所用的原料組成及 含量如下： 尼龍6 80~95份 熱塑性聚氨酯 5~20份 EVA-g-MAH 5~20 份 潤滑劑 0. 6~0. 8份 抗氧化劑 0. 2~0. 3份 增塑劑 0. 3~0. 5份 著色劑 0. 2~0. 3份； 所述熱塑性聚氨酯為分子量均為100000~200000的聚酯型熱塑性聚氨酯或聚醚型熱 塑性聚氨酯； 其中熱塑性聚氨酯的用量相當于總原料質(zhì)量的4. 69-16. 45%，EVA-g-MAH的用量相當 于總原料質(zhì)量的4. 69~16. 46% ; 所述EVA-g-MAH通過包括如下步驟的方法制備而成： 將乙烯/醋酸乙烯共聚物（以下簡稱EVA)、馬來酸酐（以下簡稱MAH)、過氧化苯甲酰（以 下簡稱BPO)和過氧化二異丙苯（以下簡稱DCP的)，按質(zhì)量比計算，即EVA:MAH:BPO :DCP為 100 :2 :0.2 :0.2的比例，首先將EVA與MAH在RM-200C轉(zhuǎn)矩流變儀中，控制溫度為175°C， 轉(zhuǎn)速為40 rpm，混合5 min，然后再依次加入BPO和DCP進行反應10 min后即得MAH的接 枝率為2%的接枝產(chǎn)物EVA-g-MAH; 所述潤滑劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸、石蠟中的一種或兩種以上的混合物； 所述抗氧化劑為[四（3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯（簡稱抗氧劑 1010)、2, 6-二叔基-4-甲酚(簡稱抗氧劑264)、3_(3, 5-二叔丁基-4-羥基）丙烯十八酯 (簡稱抗氧劑1076)中的一種或兩種以上的混合物； 所述增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯(簡稱D0P)、間苯二甲酸二辛酯（簡稱D0IP)、鄰苯二 甲酸二丁酯（簡稱DBP)、鄰苯二甲酸二庚酯（簡稱DHP)中的一種或兩種以上的混合物； 所述著色劑為鈦白粉(簡稱Ti0 2)、銀白珠光粉中的一種或兩種的混合物。
[0008] 上述的一種尼龍6/熱塑性聚氨酯復合材料的制備方法，具體包括以下步驟： (1)、接枝產(chǎn)物EVA-g-MAH的制備 按質(zhì)量比計算，即 EVA:MAH:BP0 :DCP 為 100 :2 :0. 2 :0. 2,將 EVA與 MAH在 RM-200C 轉(zhuǎn) 矩流變儀中，控制溫度為175°C，轉(zhuǎn)速為40 rpm進行混合5 min，然后再依次加入BP0和DCP 進行反應10 min，即得MAH的接枝率為2%的接枝產(chǎn)物EVA-g-MAH; (2 )、將EVA-g-MAH、尼龍6、熱塑性聚氨酯、潤滑劑、抗氧化劑、增塑劑及著色劑于SHR-10A高速混合機混合3~5min，所得的混合料利用TE-35雙螺桿擠出機制粒，得到尼龍6/ 熱塑性聚氨酯塑料顆粒； 上述制粒過程中控制螺桿一、二段溫度為180~190°C，三至六段溫度為220~225°C，喂 料轉(zhuǎn)速為220~260 r/min，切粒轉(zhuǎn)速為250~300 r/min; (3)、將步驟（2)所得的尼龍6/熱塑性聚氨酯塑料顆粒用FT-80I注塑機控制溫度為 190~235°C進行注塑，即得尼龍6/熱塑性聚氨酯復合材料。
[0009] 本發(fā)明的有益成果 本發(fā)明的一種尼龍6/熱塑性聚氨酯復合材料，由于制備過程中采用半衰期短的BP0和 半衰期相對較長的DCP作為共引發(fā)劑制備增容劑EVA-g-MAH，所得的增容劑EVA-g-MAH中馬 來酸酐的接枝率達2%。而現(xiàn)有熔融接枝方法只以半衰期較長的DCP為引發(fā)劑，由于轉(zhuǎn)矩流 變儀的進料區(qū)溫度低，解壓和均質(zhì)化區(qū)域溫度高，當在低溫區(qū)域時，DCP的反應活性低，因而 參與反應的MAH分子較少。因此Tsien-Tang Chiu等人采用DCP為引發(fā)劑制備所得的增容 劑POE-g-MAH中的馬來酸酐接枝率只有1%。
[0010] 進一步，EVA-g-MAH的分子鏈段中含有-C00H和_
【主權(quán)項】
1. 一種尼龍6/熱塑性聚氨酯復合材料，其特征在于所述尼龍6/熱塑性聚氨酯復 合材料，按重量份數(shù)計算，其制備過程所用的原料組成及含量如下： 尼龍6 80~95份 熱塑性聚氨酯 5~20份 EVA-g-MAH ； 5~20 份 潤滑劑 0. 6~0. 8份 抗氧化劑 0. 2~0. 3份 增塑劑 0. 3~0. 5份 著色劑 0. 2~0. 3份； 所述熱塑性聚氨酯為分子量均為100000~200000的聚酯型熱塑性聚氨酯或聚醚型熱 塑性聚氨酯； 所述EVA-g-MAH通過包括如下步驟的方法制備而成： 按 EVA :MAH :BPO :DCP 的質(zhì)量比為 100 :2 :0. 2 :0. 2 的比例，將 EVA 與 MAH在 RM-200C轉(zhuǎn) 矩流變儀中，控制溫度為175 °C，轉(zhuǎn)速為40 rpm，混合5 min，然后再依次加入BPO和DCP進 行反應10 min，即得MH的接枝率為2%的接枝產(chǎn)物EVA-g-MAH ; 所述潤滑劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸、石蠟中的一種或兩種以上的混合物； 所述抗氧化劑為[四（3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯、2, 6-二叔 基-4-甲酚、3-(3, 5-二叔丁