專利名稱：：一種相容化聚酰胺-聚苯醚組合物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及高分子材料合金制備領(lǐng)域，尤其是涉及一種相容化聚酰胺-聚苯醚組合物的制備方法。
背景技術(shù)：
：聚苯醚樹脂(PP0)具有優(yōu)良的耐熱性、力學(xué)性能、電性能、尺寸穩(wěn)定性和耐水解性，但加工性能差，只有制備成共混物合金才具備商業(yè)價值；聚酰胺類(PA)樹脂力學(xué)性能、耐溶劑性及耐磨性能優(yōu)良，但尺寸穩(wěn)定性，耐吸水性和高負(fù)荷下耐高溫性能差。因此將以上兩種樹脂共混制成合金可以彌補各自的缺點，使得PP0樹脂的加工性和耐溶劑性得到提高，同時改善了聚酰胺類樹脂的吸水性能。PA/PPO合金材料在汽車內(nèi)外飾及功能部件有廣泛的應(yīng)用。PA/PP0為熱力學(xué)非相容的聚合物合金材料，需要相容化技術(shù)改性。通常的相容化技術(shù)分如下兩類1、聚合過程中加入可反應(yīng)的官能團第三單體；2、利用反應(yīng)擠出技術(shù)，將PPO官能化。W00181451表述了PPO的共聚改性技術(shù)，其使用共軛非芳族二烯烴化合物、具有一個親雙烯基團的親雙烯化合物和二烯烴或親雙烯化合物前體的改性劑反應(yīng)產(chǎn)品共聚改性聚苯醚，得到相容性、外觀和物理性能平衡的PA/PP0材料。但該類技術(shù)需要額外的聚合裝置，增加成本；聚合和提純過程需用大量的溶劑，可能造成環(huán)境的污染。PA/PP0反應(yīng)擠出相容化技術(shù)可見諸于美國專利US4315086、US4659760以及US4732938。PA/PP0反應(yīng)擠出相容化技術(shù)具有操作簡便，無溶劑污染和設(shè)備可移植性強等優(yōu)勢，是當(dāng)前PA/PP0合金的主流相容化技術(shù)。該技術(shù)主要由提高螺桿長徑比；匹配合理的螺桿組合；降低螺桿轉(zhuǎn)速，延長反應(yīng)時間；溫控精準(zhǔn)和高效真空裝置實現(xiàn)。因此，其存在對工藝控制精準(zhǔn)度要求依賴性大，工藝稍有波動，就會造成PA/PP0材料的相容化下降，從而出現(xiàn)性能下降和分層等問題。由于對滯留時間(即反應(yīng)時間)的要求，螺桿轉(zhuǎn)速往往控制在300400rad/min，這就嚴(yán)重的影響了設(shè)備的產(chǎn)能利用率，降低了單位時間的產(chǎn)量；并且材料熱滯留時間過長，會影響材料的機械性能和熱穩(wěn)定性。將超聲波技術(shù)引入相容化PA/PPO材料中可有效的降低對工藝控制的要求，同時保持PPO接枝的穩(wěn)定；超聲波技術(shù)和反應(yīng)擠出技術(shù)的共同使用，可減少材料滯留時間(即反應(yīng)時間)，提高產(chǎn)量且使材料穩(wěn)定。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種工藝簡單、操作方便的相容化聚酰胺_聚苯醚組合物的制備方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)—種相容化聚酰胺-聚苯醚組合物的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟在擠出機處設(shè)置超聲波輻照裝置及抽排設(shè)備，將聚酰胺-聚苯醚混合物料在擠出機內(nèi)加熱至熔融狀態(tài)，再經(jīng)抽排設(shè)備抽真空及超聲波輻照裝置進行超聲波輻照，得到相容化良好的聚酰胺-聚苯醚組合物。所述的超聲波輻照的超聲頻率為18-50KHz，優(yōu)選18_30KHz，擠出過程中施加的超聲波輻照次數(shù)不少于一次。所述的超聲波輻照裝置設(shè)置在擠出機加熱段的第五區(qū)至口模段。所述的超聲波輻照裝置優(yōu)選設(shè)置在第八區(qū)或口模位置。所述的混合物料在擠出機的加熱溫度從加料口到擠出口溫度設(shè)置由高到低成階梯狀分布，擠出溫度設(shè)置為180-34(TC，優(yōu)選溫度為200-310°C。所述的擠出機的螺桿長徑比為25-55，優(yōu)選長徑比為40-50。所述的擠出機的螺桿轉(zhuǎn)速為200-700rad/min，優(yōu)選轉(zhuǎn)速為300-600rad/min。所述的抽排設(shè)備設(shè)置在擠出機加熱段的第五區(qū)至口模段，優(yōu)選第六區(qū)及第八區(qū)位置，真空度為0.03-0.lMPa，優(yōu)選O.06-0.lMPa。所述的聚酰胺_聚苯醚混合物料包括以下組分及重量份含量聚苯醚樹脂20-60;尼龍6640-80;馬來酸酐0.4-1;熱塑性橡膠3-4;抗氧穩(wěn)定劑0.3-0.7。所述的熱塑性橡膠為市售SEBS。所述的抗氧穩(wěn)定劑包括市售抗氧劑168或抗氧劑1076中的一種或幾種。所述的聚酰胺_聚苯醚混合物料優(yōu)選以下組分及重量份含量聚苯醚樹脂35.2、尼龍66:60.5、馬來酸酐0.7、市售SEBS:3.5、抗氧穩(wěn)定劑0.5。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明工藝簡單、操作方便，提高了相容劑與PA/PPO的反應(yīng)速率，得到的合金材料在長時間的范圍內(nèi)，官能化PPO的接枝率保持在0.5-0.6%范圍內(nèi)。圖1為比較例1與實施例2的比較結(jié)果。具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。比較例1-3—種相容化聚酰胺_聚苯醚組合物的制備方法，所有比較例中聚酰胺_聚苯醚混合物料的配方如下所示:PPO(IV=0.46):35.2kg;PA66:60.5kg;馬來酸酐0.7kg;SEBS:3.5kg;抗氧穩(wěn)定劑0.5kg。制備步驟在擠出機口模前設(shè)置抽排設(shè)備，將聚酰胺-聚苯醚混合物料在擠出機內(nèi)加熱至熔融狀態(tài)，再經(jīng)抽排設(shè)備抽真空得到對比材料，制備時的具體工藝如表1所示。實施例1-4—種相容化聚酰胺-聚苯醚組合物的制備方法，實施例1-4的聚酰胺_聚苯醚混合物料的配方如下所示PPO(IV=0.46):35.2kg;PA66:60.5kg;馬來酸酐0.7kg;SEBS:3.5kg;抗氧穩(wěn)定劑0.5kg。4制備步驟在擠出機口模前設(shè)置超聲波輻照裝置及抽排設(shè)備，將聚酰胺-聚苯醚混合物料在擠出機內(nèi)加熱至熔融狀態(tài)，再經(jīng)抽排設(shè)備抽真空及超聲波輻照裝置進行超聲波輻照，得到相容化良好的聚酰胺-聚苯醚合金材料，制備時的具體工藝如表l所示。表1制備工藝參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>相容化評價使用ASTMD638測試標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)樣條，反復(fù)折疊直至樣條斷裂，觀察斷面，評價材料分層程度，按分層程度分為三個等級，A，明顯分層；B，輕微分層和C，不分層。馬來酸酐的接枝率的測試方法將5g官能化PPO粒狀物加熱溶解在100ml甲苯中，將該溶液滴加至400ml丙酮溶液中進行在沉淀，過濾得到粉狀物在14(TC下真空干燥3h，得到純凈的粉狀PPO官能化產(chǎn)物。再將官能化PPO做紅外分析，比較1430cm-l處吸收峰(C=0伸縮振動峰)面積和1120cm-l處吸收峰(-0-伸縮振動峰)面積，從而得到官能化PPO的接枝率數(shù)據(jù)。IZOD缺口沖擊強度和熱變形溫度(0.45MPa)測試按照ASTMD256和ASTMD648標(biāo)準(zhǔn)測試。對比較例1-3及實施例1-4做性能檢測，得到的結(jié)果如表2所示表2性能檢測結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>從表2中數(shù)據(jù)比較得到，施加超聲輻照后PA/PP0材料在很寬的加工范圍保持性能和相容化的穩(wěn)定，同時發(fā)現(xiàn)在得到高性能材料的基礎(chǔ)上單位產(chǎn)量有大幅提高。圖！為比較例1與實施例2的材料馬來酸酐接枝率的比較，從圖中可以發(fā)現(xiàn)，比較例1在未施加超聲波輻照的條件下PP0接枝率在0.30-0.60%范圍無規(guī)律波動，而在施加超聲波輻照后，PP0接枝率僅在0.50-0.60%范圍內(nèi)波動。說明超聲波輻照有利提高官能化PP0的接枝率，且使接枝率穩(wěn)定在很窄的范圍內(nèi)，有效避免了工藝波動對PP0接枝率的影響。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。實施例5—種相容化聚酰胺-聚苯醚組合物的制備方法，該方法包括以下步驟按照以下組分配料60kg聚苯醚樹脂、40kg尼龍66、0.4kg馬來酸酐、3kg市售SEBS、0.3kg抗氧劑穩(wěn)定劑；然后在擠出機口模前的第五區(qū)設(shè)置超聲波輻照裝置及抽排設(shè)備，超聲波輻照裝置的超聲頻率為30KHz，擠出過程中施加的超聲波輻照次數(shù)不少于一次，抽排設(shè)備的真空度為0.06MPa，擠出機的加熱溫度設(shè)置為180-34(TC，從加料口到擠出口溫度設(shè)置由高到低成階梯狀分布，擠出機的螺桿長徑比為25，螺桿轉(zhuǎn)速為200rad/min，將聚酰胺-聚苯醚混合物料在擠出機內(nèi)加熱至熔融狀態(tài)，再經(jīng)抽排設(shè)備抽真空及超聲波輻照裝置進行超聲波輻照，得到相容化良好的聚酰胺_聚苯醚合金材料。實施例6—種相容化聚酰胺-聚苯醚組合物的制備方法，該方法包括以下步驟按照以下組分配料20kg聚苯醚樹脂、80kg尼龍66、lkg馬來酸酐、4kg市售SEBS、0.7kg抗氧劑穩(wěn)定劑；然后在擠出機的口模位置設(shè)置超聲波輻照裝置，在第六區(qū)設(shè)置抽排設(shè)備，超聲波輻照裝置的超聲頻率為20KHz，擠出過程中施加的超聲波輻照次數(shù)不少于一次，抽排設(shè)備的真空度為O.03MPa，擠出機的加熱溫度設(shè)置為180-34(TC，從加料口到擠出口溫度設(shè)置由高到低成階梯狀分布，擠出機的螺桿長徑比為55，螺桿轉(zhuǎn)速為700rad/min，將聚酰胺-聚苯醚混合物料在擠出機內(nèi)加熱至熔融狀態(tài)，再經(jīng)抽排設(shè)備抽真空及超聲波輻照裝置進行超聲波輻照，得到相容化良好的聚酰胺_聚苯醚合金材料。權(quán)利要求一種相容化聚酰胺-聚苯醚組合物的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟在擠出機處設(shè)置超聲波輻照裝置，將聚酰胺-聚苯醚混合物料在擠出機內(nèi)加熱至熔融狀態(tài)，再經(jīng)抽排設(shè)備抽真空及超聲波輻照裝置進行超聲波輻照，得到相容化良好的聚酰胺-聚苯醚組合物。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種相容化聚酰胺-聚苯醚組合物的制備方法，其特征在于，所述的超聲波輻照的超聲頻率為18-50KHz，優(yōu)選18-30KHz，擠出過程中施加的超聲波輻照次數(shù)不少于一次。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種相容化聚酰胺-聚苯醚組合物的制備方法，其特征在于，所述的超聲波輻照裝置設(shè)置在擠出機加熱段的第五區(qū)至口模段。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種相容化聚酰胺-聚苯醚組合物的制備方法，其特征在于，所述的超聲波輻照裝置優(yōu)選設(shè)置在第八區(qū)或口模位置。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種相容化聚酰胺-聚苯醚組合物的制備方法，其特征在于，所述的混合物料在擠出機的加熱溫度從加料口到擠出口溫度設(shè)置由高到低成階梯狀分布，擠出溫度設(shè)置為180-34(TC，優(yōu)選溫度為200-310°C。6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種相容化聚酰胺-聚苯醚組合物的制備方法，其特征在于，所述的擠出機的螺桿長徑比為25-55，優(yōu)選長徑比為40-50。7.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種相容化聚酰胺-聚苯醚組合物的制備方法，其特征在于，所述的擠出機的螺桿轉(zhuǎn)速為200-700rad/min，優(yōu)選轉(zhuǎn)速為300-600rad/min。8.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種相容化聚酰胺-聚苯醚組合物的制備方法，其特征在于，所述的抽排設(shè)備設(shè)置在擠出機加熱段的第五區(qū)至口模段，優(yōu)選第六區(qū)及第八區(qū)位置，真空度為0.03-0.lMPa，優(yōu)選0.06-0.lMPa。9.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種相容化聚酰胺-聚苯醚組合物的制備方法，其特征在于，所述的聚酰胺-聚苯醚混合物料包括以下組分及重量份含量聚苯醚樹脂20-60;尼龍6640-80;馬來酸酐0.4-1;熱塑性橡膠3-4;抗氧穩(wěn)定劑0.3-0.7。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種相容化聚酰胺_聚苯醚組合物的制備方法，其特征在于，所述的熱塑性橡膠為市售SEBS。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種相容化聚酰胺_聚苯醚組合物的制備方法，其特征在于，所述的抗氧穩(wěn)定劑包括市售抗氧劑168或抗氧劑1076中的一種或幾種。12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種相容化聚酰胺_聚苯醚組合物的制備方法，其特征在于，所述的聚酰胺-聚苯醚混合物料優(yōu)選以下組分及重量份含量聚苯醚樹脂35.2、尼龍66:60.5、馬來酸酐0.7、市售SEBS:3.5、抗氧穩(wěn)定劑0.5。全文摘要本發(fā)明涉及一種相容化聚酰胺-聚苯醚組合物的制備方法，該方法包括以下步驟在擠出機處設(shè)置超聲波輻照裝置，將聚酰胺-聚苯醚混合物料在擠出機內(nèi)加熱至熔融狀態(tài)，再經(jīng)抽排設(shè)備抽真空及超聲波輻照裝置進行超聲波輻照，得到相容化良好的聚酰胺-聚苯醚合金材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有工藝簡單、操作方便的優(yōu)點，提高了相容劑與PA/PPO的反應(yīng)速率，得到的合金材料在長時間的范圍內(nèi)，官能化PPO的接枝率保持在0.5-0.6％范圍內(nèi)。文檔編號B29C71/04GK101786319SQ200910199169公開日2010年7月28日申請日期2009年11月20日優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日發(fā)明者李強,李榮群,羅明華,辛敏琦申請人:上海錦湖日麗塑料有限公司