專利名稱：：一種聚碳酸酯/尼龍6合金材料及其制備方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于熱塑性高分子材料
技術領域：
，涉及一種聚碳酸酯/尼龍6合金材料及其制備方法。
背景技術：
：聚碳酸酯(PC)和尼龍6(PA6)都屬于熱塑性工程塑料，其性能各有優(yōu)缺點。其中聚碳酸酯(PC)具有耐熱性，分解溫度在30(TC以上，熱變形溫度(1.82MPa)130135°C，長期工作溫度可高達120°C;同時耐寒性優(yōu)良，脆化溫度低達-10(TC，其長期使用溫度范圍在-60120°C;同時還具有機械性能優(yōu)良、光穩(wěn)定性佳等諸多優(yōu)點。但PC分子剛性及空間位阻較大，熔融溫度較高，流動性較差，加工較困難，制品容易產生內應力；同時PC耐溶劑性不好，耐磨性和耐疲勞強度較差，這些缺點限制了PC的應用。尼龍6(PA6)具有優(yōu)良的力學性能，機械強度高，韌性好。其突出的優(yōu)點是具有自潤滑性，耐磨性突出。但其也有缺點熱變形溫度(1.86MPa)只有63°C。當PC和PA6制成合金之后，其優(yōu)點和缺點可以互補，即PC和PA6的各種優(yōu)點得到進一步發(fā)揮，缺點得到改善，這樣就可以擴大合金的應用領域。然而，PC和PA6的溶解度參數(shù)相差較大，二者的熱力學不相容，PC和PA6共混時，會明顯的產生分層現(xiàn)象，并且容易發(fā)生氨基交換反應，導致二者的分子量降低，從而影響合金材料的性能。而在體系內加入一定數(shù)量的相容劑后，可以明顯的提高兩相間的相容性，可以避免分層現(xiàn)象，同時減少及消除氨基交換反映，提高PC/PA6相間結合力，使PC/PA6合金材料的性能得到優(yōu)化與提高。因此，選擇合適的相容劑是該合金材料制備的關鍵。其次，出于使用安全方面的考慮，對PC/PA6合金材料提出耐阻燃方面的要求。聚碳酸酯(PC)使可燃的，其氧指數(shù)為25，離開火源會自熄；尼龍6(PA6)的氧指數(shù)為26.4，也屬于自熄型樹脂，按美國UL標準，他們相當于UV-94V2級，但仍為可燃物。目前，尼龍合金種類比較多，但涉及到聚碳酸酯/尼龍6的合金鮮有發(fā)現(xiàn)，因此有進一步研發(fā)的必要。
發(fā)明內容本發(fā)明為了解決上述問題，提出一種由聚碳酸酯(PC)和尼龍(PA6)兩種工程塑料制成的合金及其制備方法，能夠發(fā)揮PC和PA6的各自優(yōu)點，克服其各自的缺點，以拓寬其應用領域。上述的聚碳酸酯/尼龍6合金材料由以下按重量百分比的組分構成聚碳酸酯2270%;尼龍62270%;抗氧劑0.51%;相容劑520%;阻燃劑015%;加工助劑26%;所述相容劑為乙烯_丙烯酸酯_馬來酸酐共聚物或丙烯酯_馬來酸酐共聚物。所述聚碳酸酯是指芳香族的雙酚A型聚碳酸酯。所述抗氧劑為13(3，5-二叔丁基-4-羥基苯)丙酸十八碳醇酯和(或)N，N'-雙_[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙?；鵠己二胺和(或)四[P-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和(或)亞磷酸三(24-二叔丁基苯基)酯的混合。所述加工助劑包括潤滑劑、增韌劑。上述的聚碳酸酯/尼龍6合金材料的制備方法為A、對聚碳酸酯和尼龍6干燥處理，溫度控制在100120°C，時間6小時以上，至水含量在0.02%以下；尼龍6在真空狀況下干燥；B、配料及預混按配方比例要求稱量好的干燥后的原料和助劑一起放進高速混合機中進行混合，在常溫下攪拌515min;C、共混機擠出造粒a、采用平行雙螺桿擠出機，螺桿直徑35-75MM;b、擠出機的溫度設置為一區(qū)200210°C;二區(qū)210220°C;三區(qū)220230°C;四區(qū)230240°C;五區(qū)240250°C;六區(qū)250260°C;七區(qū)260270°C;八區(qū)260270°C;機頭溫度250260°C;熔體溫度250260°C;c、螺桿轉速控制在200400rPm。本發(fā)明由于選擇了合適的相容劑而使得聚碳酸酯(PC)和尼龍6(PA6)兩相之間搭起了橋梁，減少分層現(xiàn)象，提高了合金的性能，能夠發(fā)揮聚碳酸酯(PC)和尼龍6(PA6)的各自優(yōu)點，克服其各自的缺點，在拉伸強度、斷裂伸長率、彎曲模量、彎曲強度、缺口沖擊強度、熱變形溫度等各方性能上均得到了優(yōu)化，并隨著PC/PA6的比例的不同，其性能也隨之改變，拓寬了其應用領域。該合金可以根據(jù)客戶的需求，選擇不同比例的PC和PA6及相應的助劑，以得出符合客戶需求的合金。具體實施例方式本發(fā)明的PC/PA6合金材料是由以下按重量百分比的組分構成:聚碳酸酯(PC)2270%;尼龍6(PA6)2270%;抗氧劑0.51%;相容劑520%;阻燃劑015%;加工助劑26%。其中相容劑可選乙烯--丙烯酸酯-馬來酸酐共聚物，也可以選丙烯都只要能達到二種材料相容的結果就可以。優(yōu)選乙烯-丙烯酸酯-馬來酸酐三元共聚物。相容劑合適與否，直接影響該合金的性能。PC/PA6在無相容劑存在的情況下，料條出現(xiàn)明顯的分層現(xiàn)象，同時發(fā)生氨基交換反映，使得兩種材料的分子量降低，直接影響合金的性能，加4入乙烯_丙烯酸酯_馬來酸酐共聚物之后，使該體系內PC相與PA6相之間搭起了橋梁，減少分層現(xiàn)象，提高了合金的性能。聚碳酸酯(PC)是指芳香族的雙酚A型聚碳酸酯，至于聚碳酸酯的型號可以根據(jù)PC/PA6合金的物性要求來進行選擇；PA6的選擇也是根據(jù)合金的要求來選擇，是選低粘度、中粘度、高粘度根據(jù)合金的物性要求來確定?？寡鮿┛蛇x擇1、1076:13(3，5_二叔丁基_4_羥基苯)丙酸十八碳醇酯、2、1098:N，N'_雙_[3_(3，5_二叔丁基_4_羥基苯基)丙?；鵠己二胺；3U010四[P-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯；4、168亞磷酸三(24-二叔丁基苯基)酯混合搭配使用。阻燃劑可以是含鹵的，也可以是無鹵的，具體品種和用量根據(jù)要求來確定。加工助劑包括潤滑劑、增韌劑等，根據(jù)具體情況來選定。本發(fā)明的PC/PA6合金材料的制備方法為1、原料的預處理PC和PA6都容易吸潮，吸潮的PC和PA6，在熔融狀態(tài)下容易發(fā)生水解，因此，在共混改性前必須對PC和PA6進行干燥處理，干燥的溫度控制在100120°C，干燥時間6小時以上。PA6在干燥過程中容易變黃，真空狀況下干燥；如果測其水含量在0.02X以下，可以不干燥直接按配方的比例進行稱量配料。2、配料及預混按配方比例要求稱量好的原料和助劑一起放進高速混合機中進行混合，在常溫下攪拌515min。3、共混機擠出造粒A、設備采用平行雙螺桿擠出機，螺桿直徑35-75MM;B、擠出機的溫度設置為一區(qū)200210°C;二區(qū)210220°C;三區(qū)220230°C;四區(qū)230240°C;五區(qū)240250°C;六區(qū)250260°C;七區(qū)260270°C;八區(qū)260270°C;機頭溫度250260°C;熔體溫度250260°C;C、螺桿轉速控制在200400rPm。適當控制喂料螺桿的轉速，經雙螺桿熔融共混擠出，經水冷、風干、切粒，最后包袋成PC/PA6合金樹脂。下面結合具體實施例進一步詳細說明本發(fā)明，各實施例的組分見表1。表1實施例組分<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例一首先按重量百分比準備好以下原料和助劑58.5X的PC、22X的PA6、5X的相容劑、12%的阻燃劑、0.5%的抗氧劑、2%的加工助劑。其中相容劑選用乙烯-丙烯酸酯-馬來酸酐三元共聚物，阻燃劑為十溴二苯乙烷，抗氧劑為P(3，5-二叔丁基-4-羥基苯)丙酸十八碳醇酯，加工助劑為EBS(乙撐雙硬脂酸酰胺)。先將上述的PC和PA6分別進行干燥，干燥溫度在10020(TC下進行。干燥時間在6小時以上。如測定其水分在0.02%以下，可以不干燥直接配料。PA6在干燥過程中容易變黃，最好是在真空狀態(tài)下干燥。但含水量達到要求時，按配方進行稱量配料。配好的料一起放入混合機中進行混料?；炝蠒r間在515分鐘，具體混合時間要看混料是否均勻?；旌暇鶆虻牧霞尤氲诫p螺桿擠出機的料斗中，將雙螺桿擠出機的各段溫度控制在一區(qū)200210。C，二區(qū)210220。C，三區(qū)220230°C，四區(qū)230240。C，五區(qū)240250°C，六區(qū)250260°C，七區(qū)260270°C，八區(qū)260270°C，機頭溫度一般在250260°C，螺桿轉速控制在200400rPm，適當控制加料螺桿的轉速，經雙螺桿擠出機熔融共混擠出，經水冷、風干、切粒，最后包袋成PC/PA6合金材料成品。實施例二首先按重量百分比準備好以下原料和助劑50X的PC、39.6X的PA6、5X的相容劑、12%的阻燃劑、1%的抗氧劑、2.4%的加工助劑。其中相容劑選用乙烯-丙烯酸酯-馬來酸酐三元共聚物，阻燃劑為十溴二苯乙烷，抗氧劑為1076與1098混合，加工助劑為EBS和色母。然后將上述組分按實施例一所述的制備方法加工出成品。實施例三首先按重量百分比準備好以下原料和助劑39.75X的PC、39.75X的PA6、5X的相容劑、12%的阻燃劑、0.5%的抗氧劑、3%的加工助劑。其中相容劑選用乙烯-丙烯酸酯-馬來酸酐三元共聚物，阻燃劑為十溴二苯乙烷，抗氧劑為1076與1098、1610、168混合，加工助劑為EBS和色母。然后將上述組分按實施例一所述的制備方法加工出成品。實施例四首先按重量百分比準備好以下原料和助劑31%的PC、46X的PA6、5X的相容劑、15%的阻燃劑、0.5%的抗氧劑、2.5%的加工助劑。其中相容劑選用乙烯-丙烯酸酯-馬來酸酐三元共聚物，阻燃劑為十溴二苯乙烷，抗氧劑為1076與1098混合，加工助劑為EBS和色母。然后將上述組分按實施例一所述的制備方法加工出成品。實施例五首先按重量百分比準備好以下原料和助劑36.75%的PC、36.75%的PA6、20X的相容劑、0.5%的抗氧劑、6%的加工助劑。其中相容劑選用丙烯酯-馬來酸酐共聚物，抗氧劑為1076與1098混合，加工助劑為EBS和色母。然后將上述組分按實施例一所述的制備方法加工出成品。表2件能綜合表實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5實施例6密度(g/cm2)1.2571.2551.2661.2581.2161.10拉伸強度(MPa)604846464849斷裂伸長率(％)221113121211彎曲模量(MPa)220015701480152014401340彎曲強度(MPa)645251535248缺口沖擊強度(KJ/m2)12877.56.48.7熱變形溫度(1.8MPa)115106105908090阻燃性UL94(3.2匪)v-ov-ov-ov-oV-2V-2實施例六首先按重量百分比準備好以下原料和助劑22%的PC、70X的PA6、5X的相容劑、0.5%的抗氧劑、2.5%的加工助劑。其中相容劑選用丙烯酯-馬來酸酐共聚，抗氧劑為1076與1098、1610、168混合，加工助劑為EBS和色母。然后將上述組分按實施例一所述的制備方法加工出成品。上述各實施例的產品性能見表2。由表2可以看出，PC/PA6合金的性能隨著PC和PA6的比例的不同，其性能也隨之改變。拉伸和彎曲性能變化不大，沖擊性能和耐溫性能都介于PC和PA6之間。根據(jù)客戶的具體要求來選擇配方或調節(jié)配比、助劑等方法來做出符合客戶要求的合金。以上所述僅為本發(fā)明的較佳可行實施例，非因此局限本發(fā)明的保護范圍，故舉凡運用本發(fā)明說明書及圖示內容所為的等效技術變化，均包含于本發(fā)明的保護范圍內。權利要求一種聚碳酸酯/尼龍6合金材料，由以下按重量百分比的組分構成聚碳酸酯22～70％；尼龍622～70％；抗氧劑0.5～1％；相容劑5～20％；阻燃劑0～15％；加工助劑2～6％；所述相容劑為乙烯-丙烯酸酯-馬來酸酐共聚物或丙烯酯-馬來酸酐共聚物。2.如權利要求1所述的聚碳酸酯/尼龍6合金材料，其特征在于所述聚碳酸酯是指芳香族的雙酚A型聚碳酸酯。3.如權利要求1或2所述的聚碳酸酯/尼龍6合金材料，其特征在于所述抗氧劑為13(3，5-二叔丁基-4-羥基苯)丙酸十八碳醇酯和(或)N，N'-雙_[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙?；鵠己二胺和(或)四[13_(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和(或)亞磷酸三(24-二叔丁基苯基)酯的混合。4.如權利要求1或2所述的聚碳酸酯/尼龍6合金材料，其特征在于所述加工助劑包括潤滑劑、增韌劑。5.如權利要求1所述的聚碳酸酯/尼龍6合金材料的制備方法為A、對聚碳酸酯和尼龍6干燥處理，溫度控制在100120°C，時間6小時以上，至水含量在0.02%以下；尼龍6在真空狀況下干燥；B、配料及預混按配方比例要求稱量好的干燥后的原料和助劑一起放進高速混合機中進行混合，在常溫下攪拌515min;C、共混機擠出造粒a、采用平行雙螺桿擠出機，螺桿直徑35-75MM;b、擠出機的溫度設置為一區(qū)200210。C;二區(qū)210220°C;三區(qū)220230。C;四區(qū)230240°C;五區(qū)240250°C;六區(qū)250260°C;七區(qū)260270°C;八區(qū)260270°C;機頭溫度250260°C;熔體溫度250260°C;c、螺桿轉速控制在200400rPm。全文摘要本發(fā)明涉及一種聚碳酸酯/尼龍6合金材料及其制備方法。該合金由以下按重量百分比的組分構成聚碳酸酯22～70％，尼龍622～70％，抗氧劑0.5～1％，相容劑5～20％，阻燃劑0～15％，加工助劑2～6％；相容劑為乙烯-丙烯酸酯-馬來酸酐共聚物或丙烯酯-馬來酸酐共聚物。其制備方法原料干燥處理，配料及預混，擠出造粒。本發(fā)明合金拉伸和彎曲性能穩(wěn)定，并隨著PC/PA6比例的不同，其沖擊、耐溫性能隨之改變，可根據(jù)需求選擇不同配比，而拓寬了應用領域。文檔編號C08L33/04GK101717568SQ20091023899公開日2010年6月2日申請日期2009年12月31日優(yōu)先權日2009年12月31日發(fā)明者申應軍,高維松申請人:深圳市富恒塑膠顏料有限公司