一种聚酰胺材料改性方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201110025165.0	申请日：	2011.01.21
公开号：	CN102443261A	公开日：	2012.05.09
当前法律状态：	撤回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C08L 77/00申请公布日:20120509\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):C08L 77/00申请日:20110121\|\|\|公开
IPC分类号：	C08L77/00; C08L77/06; C08L71/12; C08L77/10; B29B9/06; B29C47/92; B29C45/00	主分类号：	C08L77/00
申请人：	浙江吉利汽车研究院有限公司; 浙江吉利控股集团有限公司
发明人：	宋伟; 潘雷; 刘光裕; 高朝乾; 刘强; 马芳武; 李书福; 杨健; 赵福全
地址：	317000 浙江省台州市临海市城东闸头
优先权：
专利代理机构：	杭州杭诚专利事务所有限公司 33109	代理人：	尉伟敏
PDF下载：	PDF下载

内容摘要

本发明涉及高分子复合材料，目前聚酰胺广泛应用于多种领域，在汽车领域上的应用也特别多，聚酰胺作为结构性材料，具有力学性能高、耐溶剂性好、易加工等优点，但是PA耐热性、耐水性和尺寸稳定性差，需对其进行改性。本发明提出了一种聚酰胺材料改性方法，各组份及其质量百分比为：聚酰胺60%~80%，聚苯醚5%~25%，芳纶纤维5%~25%，将各组份在高速混料机中充分混合，混合速度3000~5000r/min，经2~3min的高速搅拌后，放入双螺杆挤出机中熔融造粒，挤出温度250~270℃，螺杆转速160~200r/min，将干燥粒料用注塑机注塑成型。改性后的聚酰胺材料具有良好的综合力学性能。

权利要求书

1：一种聚酰胺材料改性方法，其特征在于，所述的改性方法如下：（1）聚酰胺改性材料的组份及其质量百分比为：聚酰胺 60%~80% 聚苯醚 5%~25% 芳纶纤维 5%~25% （2）聚酰胺材料的改性方法：将各组份在高速混料机中充分混合，混合速度 3000~5000r/min，经 2~3min 的高速搅拌后，放入双螺杆挤出机中熔融造粒，挤出温度 250~270℃，螺杆转速 160~200 r/min，将干燥粒料用注塑机注塑成型。
2：根据权利要求 1 所述的一种聚酰胺材料改性方法，其特征在于：所述的聚酰胺选自 PA66。
3：根据权利要求 1 所述的一种聚酰胺材料改性方法，其特征在于：所述的芳纶纤维选自对位芳酰胺纤维。
4：根据权利要求 1 或 2 或 3 所述的一种聚酰胺材料改性方法，其特征在于：芳纶纤维使用前，先将芳纶纤维用丙酮浸泡 10~15 小时后，再分别用无水乙醇和蒸馏水煮沸 1~1.5 小时，最后放入烘箱烘干后使用。

说明书

一种聚酰胺材料改性方法
    【技术领域】
     本发明涉及高分子复合材料，具体地说涉及于聚酰胺材料的一种改性方法。背景技术聚酰胺 (PA，俗称尼龙 ) 是一类性能优异的工程塑料，广泛应用于多种领域，聚酰胺作为结构性材料，具有力学性能高、耐溶剂性好、易加工等优点，但是 PA 耐热性、耐水性和尺寸稳定性差，需对其进行改性，通过改性，提高其某些性能，来扩大其应用领域。在汽车应用领域，主要在以下几方面进行改性：改善尼龙的吸水性，提高制品的尺寸稳定性；提高尼龙的机械强度；提高尼龙的耐磨性，以适应耐磨要求高的场合；提高尼龙的耐热性。
     改性后 PA 成为改性工程塑料发展的主流。尼龙合金化是实现尼龙高性能的重要途径，也是制造尼龙专用料、提高尼龙性能的主要手段。通过掺混其他高聚物，来改善尼龙的吸水性，提高制品的尺寸稳定性，以及低温脆性、耐热性和耐磨性。从而，适用车种不同要求的用途。
     总之，通过上述改进，实现尼龙复合材料的高性能化与功能化，进而促进相关行业产品向高性能、高质量方向发展。
     申请号 CN200310103221.3 的中国专利公开了一种改性聚酰胺组合物及其制备方法，涉及对聚酰胺树脂改性的技术领域。该聚酰胺组合物包含有共混的平均粒径为 30 ～ 200nm 的丁苯吡粉末橡胶和聚酰胺，粉末橡胶和聚酰胺的重量比为 1 ∶ 99 ～ 50 ∶ 50，将包括所述丁苯吡粉末橡胶和聚酰胺在内的组分熔融共混而制得聚酰胺组合物。该文献以丁苯吡粉末橡胶为原料，作为新型弹性体，丁苯吡粉末橡胶具有粘度低的特性，但是改性后的聚酰胺材料在拉伸强度等综合力学性能方面还不是最好。
     发明内容
     目前，聚酰胺广泛应用于多种领域，在汽车领域上的应用也特别多，聚酰胺作为结构性材料，具有力学性能高、耐溶剂性好、易加工等优点，但是 PA 耐热性、耐水性和尺寸稳定性差，需对其进行改性，本发明提出了一种聚酰胺材料改性方法，改性后的聚酰胺材料具有良好的综合力学性能。
     本发明是通过以下技术方案实现的：一种聚酰胺材料改性方法，所述的改性方法如下：
     (1) 聚酰胺改性材料的组份及其质量百分比为：
     聚酰胺 60％～ 80％
     聚苯醚 5％～ 25％
     芳纶纤维 5％～ 25％
     (2) 聚酰胺材料的改性方法：
     将各组份在高速混料机中充分混合，混合速度 3000 ～ 5000r/min，经 2 ～ 3min 的高速搅拌后，放入双螺杆挤出机中熔融造粒，挤出温度 250 ～ 270℃，螺杆转速 160 ～ 200r/min，将干燥粒料用注塑机注塑成型。
     聚苯醚 (PPO) 具有许多优异性能，如：机械强度高，耐热性、耐水性、尺寸稳定性优异，电绝缘性、助燃性、耐化学品性好。且聚苯醚 (PPO) 为有机材料，可以和基体较好地相容，同时在汽车工业有着广泛的用途， PPO 与 PA 合金，在高耐冲击性能的外装部件发展比较快。
     作为优选，所述的聚酰胺选自 PA66。尼龙中尼龙 66 的硬度、刚性最高，同时具有很强的价格优势。
     芳纶纤维全称为聚对苯二甲酰对苯二胺，属于有机纤维，是芳香族聚酰胺纤维的简称，是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能，其强度是钢丝的 5 ～ 6 倍，模量为钢丝或玻璃纤维的 2 ～ 3 倍，韧性是钢丝的 2 倍，而重量仅为钢丝的 1/5 左右，在 560 度的温度下，不分解，不融化。它具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。
     芳纶纤维非常柔软，可以升直、卷曲于基体中，阻碍了裂纹扩展；并且当纤维从基体中断开拔出后，由于摩擦而使能量耗散，提高冲击韧性。
     作为优选，所述的芳纶纤维选自对位芳酰胺纤维 (PPTA)。由于 PPTA 纤维表现出溶致液晶性，是一种重要的主链型高分子液晶，可以更好地分散于基体中制成性能优良的各向同性复合材料，其良好的耐热性、耐腐蚀性和好的机械性能，在摩擦密封复合材料 ( 代替石棉 ) 中得到了更好的应用。对位芳纶最突出的性能是其高强度、高模量和出色的耐热性。标准 PPTA 芳纶的重量比拉伸强度是钢丝的 6 倍，玻纤的 3 倍，高强尼龙工业丝的 2 倍；其拉伸模量是钢丝的 3 倍，玻纤的 2 倍，高强尼龙工业丝的 10 倍；在 200℃下经历 100hr，仍能保持原强度的 75％，在 160℃下经历 500hr，仍能保持原强度的 95％。据此，对位芳纶大多被用作轻质、耐热的纺织结构材料或复合结构增强材料。作为优选，芳纶纤维使用前，先将芳纶纤维用丙酮浸泡 10 ～ 15 小时后，再分别用无水乙醇和蒸馏水煮沸 1 ～ 1.5 小时，最后放入烘箱烘干后使用。未清洗的芳纶纤维表面有较多附着物，而清洗后的纤维表面的附着物基本消失，纤维表面更加光滑，在后续对纤维表面进行化学处理，使其产生活性点时，可直接在纤维表面进行活化。因此，为使纤维与树脂基体界面结合良好，对纤维进行清洗是有必要的。
     因此，本发明正是基于聚苯醚和芳纶纤维的优异性能，增强聚酰胺材料的综合优异性能。
     与现有技术相比，本发明的有益效果是：用芳纶纤维和聚苯醚 (PPO) 改性 PA 可以使其综合性能得到大幅度提高，用其改性的 PA 可以制作大型挡板、车轮护盖和缓冲垫等，可以提高零部件的质量和寿命。
     具体实施方式
     下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
     实施例 1
     (1) 称取质量百分比为 10％的芳纶纤维 (PPTA Kevlar1414)20 克，阿拉母型芳纶浆粕纤维 ( 定兴县轩岳科技新材有限公司生产 ) ；质量百分比为 20％的聚苯醚 (PPO) 粉 40 克 (GE 公司 )、特性粘度为 0.43dl/g 和质量百分比为 70 ％的聚酰胺 (PA66)140 克 ( 法国Rhodia)。将芳纶纤维用丙酮浸泡 12h 后，用无水乙醇和蒸馏水分别煮沸 1h，放入烘箱烘干后使用。
     (2) 将上述各组份在高速混料机中充分混合，混合速度 4000r/min。经 2 ～ 3min 的高速搅拌后，放入双螺杆挤出机中熔融造粒，挤出温度 260℃，螺杆转速 180r/min。将干燥粒料用注塑机注塑成型。
     实施例 2 ～ 5
     聚酰胺改性材料的组份及其质量百分比如表 1 所示，按照实施例 1 的改性方法进行聚酰胺材料的改性。
     表1：实施例 1 ～ 5 各组分的质量百分比
     比较例 1
     纯聚酰胺 PA66
     比较例 2
     (1) 称取质量百分比为 10％的芳纶纤维 (PPTA Kevlar1414)20 克，阿拉母型芳纶浆粕纤维 ( 定兴县轩岳科技新材有限公司生产 ) ；质量百分比为 90％的聚酰胺 (PA66)180 克 ( 法国 Rhodia)。将芳纶纤维用丙酮浸泡 12h 后，用无水乙醇和蒸馏水分别煮沸 1h，放入烘箱烘干后使用。
     (2) 将上述各组份在高速混料机中充分混合，混合速度 4000r/min。经 2 ～ 3min 的高速搅拌后，放入双螺杆挤出机中熔融造粒，挤出温度 260℃，螺杆转速 180r/min。将干燥粒料用注塑机注塑成型。
     比较例 3
     (1) 称取质量百分比为 10 ％的聚苯醚 (PPO) 粉 40 克 (GE 公司 )、特性粘度为 0.43dl/g 和质量百分比为 90％的聚酰胺 (PA66)140 克 ( 法国 Rhodia)。
     (2) 将上述各组份在高速混料机中充分混合，混合速度 4000r/min。经 2 ～ 3min 的高速搅拌后，放入双螺杆挤出机中熔融造粒，挤出温度 260℃，螺杆转速 180r/min。将干燥粒料用注塑机注塑成型。
     表 2 比较例 1 ～ 3 中各组分的质量百分比
     实施例改性后的聚酰胺改性材料，其力学性能如表 2 所示。表3：各实施例的力学性能与比较例对比如下：
     由上可见，实施例 1 为聚酰胺改性材料综合性能优异的最优方案。6

资源描述

《一种聚酰胺材料改性方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种聚酰胺材料改性方法.pdf（6页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 CN 102443261 A(43)申请公布日 2012.05.09CN102443261A*CN102443261A*(21)申请号 201110025165.0(22)申请日 2011.01.21C08L 77/00(2006.01)C08L 77/06(2006.01)C08L 71/12(2006.01)C08L 77/10(2006.01)B29B 9/06(2006.01)B29C 47/92(2006.01)B29C 45/00(2006.01)(71)申请人浙江吉利汽车研究院有限公司地址 317000 浙江省台州市临海市城东闸头申请人浙江吉利控股集团有限公司。

2、(72)发明人宋伟潘雷刘光裕高朝乾刘强马芳武李书福杨健赵福全(74)专利代理机构杭州杭诚专利事务所有限公司 33109代理人尉伟敏(54) 发明名称一种聚酰胺材料改性方法(57) 摘要本发明涉及高分子复合材料，目前聚酰胺广泛应用于多种领域，在汽车领域上的应用也特别多，聚酰胺作为结构性材料，具有力学性能高、耐溶剂性好、易加工等优点，但是PA耐热性、耐水性和尺寸稳定性差，需对其进行改性。本发明提出了一种聚酰胺材料改性方法，各组份及其质量百分比为：聚酰胺60%80%，聚苯醚5%25%，芳纶纤维5%25%，将各组份在高速混料机中充分混合，混合速度30005000r/min，经23min的高。

3、速搅拌后，放入双螺杆挤出机中熔融造粒，挤出温度250270，螺杆转速160200r/min，将干燥粒料用注塑机注塑成型。改性后的聚酰胺材料具有良好的综合力学性能。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页说明书 4 页CN 102443276 A 1/1页21. 一种聚酰胺材料改性方法，其特征在于，所述的改性方法如下：（1）聚酰胺改性材料的组份及其质量百分比为：聚酰胺 60%80%聚苯醚 5%25%芳纶纤维 5%25%（2）聚酰胺材料的改性方法：将各组份在高速混料机中充分混合，混合速度30005000r/min，经23min的高速搅拌后，。

4、放入双螺杆挤出机中熔融造粒，挤出温度250270，螺杆转速160200 r/min，将干燥粒料用注塑机注塑成型。2.根据权利要求1所述的一种聚酰胺材料改性方法，其特征在于：所述的聚酰胺选自PA66。3.根据权利要求1所述的一种聚酰胺材料改性方法，其特征在于：所述的芳纶纤维选自对位芳酰胺纤维。4.根据权利要求1或2或3所述的一种聚酰胺材料改性方法，其特征在于：芳纶纤维使用前，先将芳纶纤维用丙酮浸泡1015小时后，再分别用无水乙醇和蒸馏水煮沸11.5小时，最后放入烘箱烘干后使用。权利要求书CN 102443261 ACN 102443276 A 1/4页3一种聚酰胺材料改性方法技术领域00。

5、01 本发明涉及高分子复合材料，具体地说涉及于聚酰胺材料的一种改性方法。背景技术0002 聚酰胺(PA，俗称尼龙)是一类性能优异的工程塑料，广泛应用于多种领域，聚酰胺作为结构性材料，具有力学性能高、耐溶剂性好、易加工等优点，但是PA耐热性、耐水性和尺寸稳定性差，需对其进行改性，通过改性，提高其某些性能，来扩大其应用领域。在汽车应用领域，主要在以下几方面进行改性：改善尼龙的吸水性，提高制品的尺寸稳定性；提高尼龙的机械强度；提高尼龙的耐磨性，以适应耐磨要求高的场合；提高尼龙的耐热性。0003 改性后PA成为改性工程塑料发展的主流。尼龙合金化是实现尼龙高性能的重要途径，也是制造尼龙专用料、提高尼龙性。

6、能的主要手段。通过掺混其他高聚物，来改善尼龙的吸水性，提高制品的尺寸稳定性，以及低温脆性、耐热性和耐磨性。从而，适用车种不同要求的用途。0004 总之，通过上述改进，实现尼龙复合材料的高性能化与功能化，进而促进相关行业产品向高性能、高质量方向发展。0005 申请号CN200310103221.3的中国专利公开了一种改性聚酰胺组合物及其制备方法，涉及对聚酰胺树脂改性的技术领域。该聚酰胺组合物包含有共混的平均粒径为30200nm的丁苯吡粉末橡胶和聚酰胺，粉末橡胶和聚酰胺的重量比为1995050，将包括所述丁苯吡粉末橡胶和聚酰胺在内的组分熔融共混而制得聚酰胺组合物。该文献以丁苯吡粉末橡胶为原料，作为。

7、新型弹性体，丁苯吡粉末橡胶具有粘度低的特性，但是改性后的聚酰胺材料在拉伸强度等综合力学性能方面还不是最好。发明内容0006 目前，聚酰胺广泛应用于多种领域，在汽车领域上的应用也特别多，聚酰胺作为结构性材料，具有力学性能高、耐溶剂性好、易加工等优点，但是PA耐热性、耐水性和尺寸稳定性差，需对其进行改性，本发明提出了一种聚酰胺材料改性方法，改性后的聚酰胺材料具有良好的综合力学性能。0007 本发明是通过以下技术方案实现的：一种聚酰胺材料改性方法，所述的改性方法如下：0008 (1)聚酰胺改性材料的组份及其质量百分比为：0009 聚酰胺 60800010 聚苯醚 5250011 芳纶纤维 52500。

8、12 (2)聚酰胺材料的改性方法：0013 将各组份在高速混料机中充分混合，混合速度30005000r/min，经23min的高速搅拌后，放入双螺杆挤出机中熔融造粒，挤出温度250270，螺杆转速160200r/说明书CN 102443261 ACN 102443276 A 2/4页4min，将干燥粒料用注塑机注塑成型。0014 聚苯醚(PPO)具有许多优异性能，如：机械强度高，耐热性、耐水性、尺寸稳定性优异，电绝缘性、助燃性、耐化学品性好。且聚苯醚(PPO)为有机材料，可以和基体较好地相容，同时在汽车工业有着广泛的用途，PPO与PA合金，在高耐冲击性能的外装部件发展比较快。0015 作为。

9、优选，所述的聚酰胺选自PA66。尼龙中尼龙66的硬度、刚性最高，同时具有很强的价格优势。0016 芳纶纤维全称为聚对苯二甲酰对苯二胺，属于有机纤维，是芳香族聚酰胺纤维的简称，是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能，其强度是钢丝的56倍，模量为钢丝或玻璃纤维的23倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不融化。它具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。0017 芳纶纤维非常柔软，可以升直、卷曲于基体中，阻碍了裂纹扩展；并且当纤维从基体中断开拔出后，由于摩擦而使能量耗散，提高冲击韧性。0018 作为优选，所。

10、述的芳纶纤维选自对位芳酰胺纤维(PPTA)。由于PPTA纤维表现出溶致液晶性，是一种重要的主链型高分子液晶，可以更好地分散于基体中制成性能优良的各向同性复合材料，其良好的耐热性、耐腐蚀性和好的机械性能，在摩擦密封复合材料(代替石棉)中得到了更好的应用。对位芳纶最突出的性能是其高强度、高模量和出色的耐热性。标准PPTA芳纶的重量比拉伸强度是钢丝的6倍，玻纤的3倍，高强尼龙工业丝的2倍；其拉伸模量是钢丝的3倍，玻纤的2倍，高强尼龙工业丝的10倍；在200下经历100hr，仍能保持原强度的75，在160下经历500hr，仍能保持原强度的95。据此，对位芳纶大多被用作轻质、耐热的纺织结构材料或复合结构。

11、增强材料。0019 作为优选，芳纶纤维使用前，先将芳纶纤维用丙酮浸泡1015小时后，再分别用无水乙醇和蒸馏水煮沸11.5小时，最后放入烘箱烘干后使用。未清洗的芳纶纤维表面有较多附着物，而清洗后的纤维表面的附着物基本消失，纤维表面更加光滑，在后续对纤维表面进行化学处理，使其产生活性点时，可直接在纤维表面进行活化。因此，为使纤维与树脂基体界面结合良好，对纤维进行清洗是有必要的。0020 因此，本发明正是基于聚苯醚和芳纶纤维的优异性能，增强聚酰胺材料的综合优异性能。0021 与现有技术相比，本发明的有益效果是：用芳纶纤维和聚苯醚(PPO)改性PA可以使其综合性能得到大幅度提高，用其改性的PA可以制作。

12、大型挡板、车轮护盖和缓冲垫等，可以提高零部件的质量和寿命。具体实施方式0022 下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。0023 实施例10024 (1)称取质量百分比为10的芳纶纤维(PPTA Kevlar1414)20克，阿拉母型芳纶浆粕纤维(定兴县轩岳科技新材有限公司生产)；质量百分比为20的聚苯醚(PPO)粉40克(GE公司)、特性粘度为0.43dl/g和质量百分比为70的聚酰胺(PA66)140克(法国说明书CN 102443261 ACN 102443276 A 3/4页5Rhodia)。将芳纶纤维用丙酮浸泡12h后，用无水乙醇和蒸馏水分别煮沸1h，放入烘箱烘干后使用。0025。

13、 (2)将上述各组份在高速混料机中充分混合，混合速度4000r/min。经23min的高速搅拌后，放入双螺杆挤出机中熔融造粒，挤出温度260，螺杆转速180r/min。将干燥粒料用注塑机注塑成型。0026 实施例250027 聚酰胺改性材料的组份及其质量百分比如表1所示，按照实施例1的改性方法进行聚酰胺材料的改性。0028 表1：实施例15各组分的质量百分比0029 0030 比较例10031 纯聚酰胺PA660032 比较例20033 (1)称取质量百分比为10的芳纶纤维(PPTA Kevlar1414)20克，阿拉母型芳纶浆粕纤维(定兴县轩岳科技新材有限公司生产)；质量百分比为90的聚酰胺。

14、(PA66)180克(法国Rhodia)。将芳纶纤维用丙酮浸泡12h后，用无水乙醇和蒸馏水分别煮沸1h，放入烘箱烘干后使用。0034 (2)将上述各组份在高速混料机中充分混合，混合速度4000r/min。经23min的高速搅拌后，放入双螺杆挤出机中熔融造粒，挤出温度260，螺杆转速180r/min。将干燥粒料用注塑机注塑成型。0035 比较例30036 (1)称取质量百分比为10的聚苯醚(PPO)粉40克(GE公司)、特性粘度为0.43dl/g和质量百分比为90的聚酰胺(PA66)140克(法国Rhodia)。0037 (2)将上述各组份在高速混料机中充分混合，混合速度4000r/min。经23min的高速搅拌后，放入双螺杆挤出机中熔融造粒，挤出温度260，螺杆转速180r/min。将干燥粒料用注塑机注塑成型。0038 表2比较例13中各组分的质量百分比说明书CN 102443261 ACN 102443276 A 4/4页60039 0040 实施例改性后的聚酰胺改性材料，其力学性能如表2所示。0041 表3：各实施例的力学性能与比较例对比如下：0042 0043 由上可见，实施例1为聚酰胺改性材料综合性能优异的最优方案。说明书CN 102443261 A。

展开阅读全文