[发明专利]一种聚酰胺/聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，进一步地说，是涉及一种超高韧性的聚酰胺和聚丙烯的复合材料及其制备方法。

背景技术

聚酰胺(PA)俗称尼龙，是一种广泛应用于汽车、电子、机械、仪器仪表等领域的热塑性工程塑料。PA具有优良的耐磨性、耐油性和较广的使用温度范围，其缺点是吸水率大、尺寸稳定性差、低温和干态冲击强度低，这些缺点在很大程度上限制了它的应用。

聚丙烯(PP)是一种广泛应用的热塑性塑料，其原料来源丰富，价格低廉，具有较好的综合性能，在塑料中占有重要地位。相对于聚酰胺，聚丙烯几乎不吸水，不受使用环境潮湿度的影响，但是聚丙烯存在成型收缩率大、缺口冲击韧性差等缺点。

用聚丙烯对尼龙进行共混改性，可望改善尼龙的缺点，拓宽尼龙的应用领域。通过共混制得的PA/PP复合材料，既综合了尼龙的耐热性和耐油性，又综合了PP的特性，该材料具有优良的冲击强度、优良的流动性和表面光泽度。可广泛应用于汽车内外部件、电子电器、油田设备以及体育用品等领域。

但是尼龙是一种结晶性、强极性的聚合物，而聚丙烯是一种弱极性的聚合物，两者的溶解度参数相差较大，不具有热力学相容性，因而PA和PP的简单共混物存在着相容性较差的缺点。在现有技术中，最有效的方法是在复合材料体系中加入相容剂。

许多文献报道了常用的相容剂，按主链结构来分主要有三大类。第一类为橡胶(如乙丙橡胶)与极性单体(如马来酸酐)的接枝共聚物。第二类为PP或其它树脂与极性单体的接枝共聚物，包括(1)PP与马来酸酐、衣糠酸或叠氮磺酰苯酸的接枝共聚物；(2)PP与丙烯酸丁酯或马来酸二丁酯的接枝共聚物；(3)PP与N-羟甲基丙烯酰胺的接枝共聚物；(4)乙烯-醋酸乙烯酯共聚物与马来酸酐的接枝共聚物。第三类为苯乙烯-马来酸酐无规共聚物(R-SMA)，使用此类相容剂，可以改善PA和PP的相容性，从而改善了材料的力学性能，但是对材料的冲击强度改善效果一般。

另外，还有报道为了改善PA与PP共混物的冲击强度，特别是材料的低温性能，通过添加大量的橡胶来提高复合材料的冲击性能。中国专利CN1290594A公开了一种接枝有马来酸酐的乙烯—辛烯共聚弹性体作为第三组份而制得的PA6/PP合金材料，冲击性能并不是很高。

发明内容

针对上述提到的现有技术中的缺陷，本发明的目的之一在于提供一种超高韧性的聚酰胺/聚丙烯(PA/PP)复合材料，其具有抗冲击强度高，特别是低温条件下能耐受较高冲击强度的优点。

本发明所述的聚酰胺/聚丙烯复合材料，包含有共混的以下组分：聚酰胺、聚丙烯和相容剂；其中聚酰胺和聚丙烯的总重量为70～95％，优选80～90％。；相容剂的重量为5～30％，优选10～20％。所述的聚酰胺/聚丙烯复合材料中，其中聚酰胺和聚丙烯的重量比例为2/1～5/1，优选的重量比例为3/1～4/1。

在本发明所述的PA/PP复合材料中，所述聚酰胺包括了所有类型的聚己内酰胺(PA6)。所述聚丙烯树脂包括现有技术所公开的各种类型的聚丙烯树脂，包括均聚聚丙烯和共聚聚丙烯树脂等。

所述的相容剂为极性嵌段丁苯橡胶，即极性化的SDSP。其结构可用S-D-S-P来表示，为一种四嵌段共聚物。其中，S代表聚苯乙烯嵌段；D代表聚丁二烯嵌段或聚异戊二烯嵌段；P代表极性嵌段。极性嵌段P由极性单体参与聚合得到。其中，极性单体选自乙烯基砒啶及其衍生物中的一种或几种，优选自2-乙烯基砒啶、4-乙烯基砒啶及其异构体的至少一种。在本发明的复合材料中，所述的SDSP中优选S/D的重量比例为(5～95)∶(95～5)；极性嵌段P优选在聚合物中的重量含量为0.1～50％。所述SDSP的数均分子量优选为1～30万；分子量分布指数优选为1.02～2.00。

对于本发明所述的极性化SDSP的详细内容及其制备方法，可参见中国专利200410023077.7，其全部内容在此引入本发明作为参考。

本发明所述的极性化SDSP可用包括以下步骤的制备方法制得：

1.以丁基锂为引发剂，四氢呋喃为活化剂，环己烷为溶剂，先将苯乙烯加入到环己烷溶剂中加热到50℃以上后加入丁基锂进行引发聚合；

2.第一段聚合完毕后，相继分别加入丁二烯(或戊二烯)和苯乙烯进行第二段和第三段聚合；