[发明专利]高增韧效率和高流动性的尼龙增韧剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及增韧剂技术领域，具体涉及一种高增韧效率和高流动性的尼龙增韧剂及其制备方法。

背景技术

尼龙(PA)具有耐磨、轻量、耐油、自润滑等性能，广泛应用于机械、仪表、汽车等领域。但是尼龙的抗冲击性能差，大大限制了其应用领域。为适应工业需要，目前提高尼龙冲击性能的主要手段是在尼龙中加入增韧剂，如POE-g-MAH。然而，要达到超韧的级别，现有的POE-g-MAH添加量一般要达到15wt％以上，大量POE的引入，在增加尼龙体系韧性的同时其模量也受到影响而降低，此外加工性能也大大降低，限制了尼龙在更高要求场合的应用。

因此，研制一种在不降低拉伸强度的前提下能提高增韧效率及流动性的尼龙增韧剂存在其必要性。

目前，此方面的研究主要有以下几个方向：1.提高接枝效率；2.提高弹性体流动性；3.无机刚性粒子增韧体系。大量研究人员针对这几个方面进行了大量的研究，也取得了一些进展，但这些研究方向也存在一些问题，如提高接枝效率虽然对于添加量以及相态控制有一定好处，但是高接枝的官能团与尼龙反应，会形成类似交联的支化结构，从而影响尼龙增韧体系的加工性能；提高弹性体的流动性，虽然可以解决尼龙增韧体系流动性的问题，但是高流动的弹性体一般都会损伤其增韧效率；无机刚性粒子增韧是一个比较新的研究方向，但其要求无机刚性粒子达到一定比例，同时对其分散粒径有很高要求，如何在加工过程中保证纳米材料的分散是一个关键。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种高增韧效率和高流动性的尼龙增韧剂及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明涉及一种高增韧效率和高流动性的尼龙增韧剂，所述尼龙增韧剂包括如下重量份数的各组分：

所述功能性单体母粒为表面吸附功能性单体的无机纳米刚性粒子。

作为优选方案，所述功能性单体母粒的制备包括如下步骤：

将无机纳米刚性粒子分散于惰性易挥发溶剂中，经100W～400W的超声定向表面活化处理0.5～2.0h，得到无机纳米刚性粒子的悬浮液；

将功能性单体分散于惰性易挥发溶剂中，得到功能性单体分散溶液；

常温下，将所述功能性单体分散溶液缓慢滴加入无机纳米刚性粒子悬浮溶液，脱除所述惰性易挥发溶剂，得到所述功能性单体母粒。所述功能性单体母粒的用量更优选为4～10份。

作为优选方案，所述功能性单体与无机纳米刚性粒子的重量比为1∶5～5∶1。。

作为优选方案，所述惰性易挥发溶剂选自异丙醇、甲醇、乙醇、乙醚或者二甲苯。

作为优选方案，所述乙烯-辛烯共聚物为八碳链段结构，玻璃化转变温度(Tg)为-60℃～-50℃。所述乙烯-辛烯共聚物可以是一种或多种乙烯-辛烯共聚物的复配物。玻璃化转变温度越低增韧效率越高，当Tg高于-50℃时增韧效果不好。

作为优选方案，所述功能性单体选自马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸中的一种或几种。

作为优选方案，所述无机纳米刚性粒子选自纳米级碳酸钙、硫酸钡、二氧化硅、二氧化钛、蒙脱土、滑石粉中的一种或者多种；所述无机纳米刚性粒子粒径为20～200nm，当无机刚性纳米粒子粒径小于20nm时无机纳米粒子很难在基体中分散均匀，容易聚集，反而使增韧效率降低；当无机刚性纳米粒子粒径大于200nm时无机纳米粒子与弹性体没有协同增韧效果。

作为优选方案，所述过氧化物引发剂为含有纳米结构的缓释型过氧化物引发体系，其中有效的过氧化物成分为过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁过氧基)己烷、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁过氧基)己炔、偶氮二异丁腈、双叔丁过氧异丙基苯中的一种或两种的复配物。上述过氧化物的半衰期与本发明的加工周期相匹配，能够有效地引发反应使增韧剂的增韧效率更高。

作为优选方案，所述润滑剂选自脂肪酸皂盐类润滑剂、硅酮类润滑剂、低分子蜡中的一种或几种；所述抗氧剂为一种受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配体系。

本发明还涉及一种本发明的高增韧效率和高流动性的尼龙增韧剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

A、将1～10重量份的无机纳米刚性粒子分散于惰性易挥发溶剂中，常温搅拌10～30min；经100W～400W的超声处理装置定向表面活化处理0.5～2h；得到无机纳米刚性粒子的悬浮液；