[发明专利]一种聚碳酸酯/尼龙6合金材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于热塑性高分子材料技术领域，涉及一种聚碳酸酯/尼龙6合金材料及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯(PC)和尼龙6(PA6)都属于热塑性工程塑料，其性能各有优缺点。其中聚碳酸酯(PC)具有耐热性，分解温度在300℃以上，热变形温度(1.82MPa)130～135℃，长期工作温度可高达120℃；同时耐寒性优良，脆化温度低达-100℃，其长期使用温度范围在-60～120℃；同时还具有机械性能优良、光稳定性佳等诸多优点。但PC分子刚性及空间位阻较大，熔融温度较高，流动性较差，加工较困难，制品容易产生内应力；同时PC耐溶剂性不好，耐磨性和耐疲劳强度较差，这些缺点限制了PC的应用。尼龙6(PA6)具有优良的力学性能，机械强度高，韧性好。其突出的优点是具有自润滑性，耐磨性突出。但其也有缺点：热变形温度(1.86MPa)只有63℃。

当PC和PA6制成合金之后，其优点和缺点可以互补，即PC和PA6的各种优点得到进一步发挥，缺点得到改善，这样就可以扩大合金的应用领域。然而，PC和PA6的溶解度参数相差较大，二者的热力学不相容，PC和PA6共混时，会明显的产生分层现象，并且容易发生氨基交换反应，导致二者的分子量降低，从而影响合金材料的性能。而在体系内加入一定数量的相容剂后，可以明显的提高两相间的相容性，可以避免分层现象，同时减少及消除氨基交换反映，提高PC/PA6相间结合力，使PC/PA6合金材料的性能得到优化与提高。因此，选择合适的相容剂是该合金材料制备的关键。

其次，出于使用安全方面的考虑，对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，其氧指数为25，离开火源会自熄；尼龙6(PA6)的氧指数为26.4，也属于自熄型树脂，按美国UL标准，他们相当于UV-94V2级，但仍为可燃物。

目前，尼龙合金种类比较多，但涉及到聚碳酸酯/尼龙6的合金鲜有发现，因此有进一步研发的必要。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出一种由聚碳酸酯(PC)和尼龙(PA6)两种工程塑料制成的合金及其制备方法，能够发挥PC和PA6的各自优点，克服其各自的缺点，以拓宽其应用领域。

上述的聚碳酸酯/尼龙6合金材料由以下按重量百分比的组分构成：

聚碳酸酯      22～58.5％；

尼龙          622～70％；

抗氧剂        0.5～1％；

相容剂        5～20％；

阻燃剂        0～15％；

加工助剂      2～6％；

所述相容剂为乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物或丙烯酯-马来酸酐共聚物。

所述聚碳酸酯是指芳香族的双酚A型聚碳酸酯。

所述抗氧剂为β(3，5-二叔丁基-4-羟基苯)丙酸十八碳醇酯、N，N′-双-[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基]己二胺、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸三(2·4-二叔丁基苯基)酯四个中的任意的混合。

所述加工助剂包括润滑剂、增韧剂。

上述的聚碳酸酯/尼龙6合金材料的制备方法为：

A、对聚碳酸酯和尼龙6干燥处理，温度控制在100～120℃，时间6小时以上，至水含量在0.02％以下；尼龙6在真空状况下干燥；

B、配料及预混：按配方比例要求称量好的干燥后的原料和助剂一起放进高速混合机中进行混合，在常温下搅拌5～15min；

C、共混机挤出造粒：

a、采用平行双螺杆挤出机，螺杆直径35-75MM；

b、挤出机的温度设置为：一区：200～210℃；二区：210～220℃；三区：220～230℃四区：230～240℃；五区：240～250℃；六区：250～260℃；七区：260～270℃；八区：260～270℃；机头温度：250～260℃；熔体温度：250～260℃；

c、螺杆转速控制在200～400rPm。

本发明由于选择了合适的相容剂而使得聚碳酸酯(PC)和尼龙6(PA6)两相之间搭起了桥梁，减少分层现象，提高了合金的性能，能够发挥聚碳酸酯(PC)和尼龙6(PA6)的各自优点，克服其各自的缺点，在拉伸强度、断裂伸长率、弯曲模量、弯曲强度、缺口冲击强度、热变形温度等各方性能上均得到了优化，并随着PC/PA6的比例的不同，其性能也随之改变，拓宽了其应用领域。该合金可以根据客户的需求，选择不同比例的PC和PA6及相应的助剂，以得出符合客户需求的合金。

具体实施方式