[发明专利]一种改性尼龙6材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子材料，特别涉及一种工程塑料的制备方法。

背景技术

尼龙6又叫聚酰胺6，是一种用途广泛的工程塑料，可用于制作塑料齿轮、脚轮、风扇叶片、汽车部件等。尼龙6具有韧性好、耐磨等一系列优点,但也存在着吸湿性大、制品尺寸稳定性差、耐强酸强碱性差等缺点。为了克服这些缺点，可采用无机填料、玻璃纤维等对尼龙6进行增强以改善其性能，但无机的填料和玻璃纤维与有机的尼龙6共混改性时存在二者界面结合性不高的问题，添加硅烷偶联剂可在一定程度上改善二者的界面结合性能。纳米二氧化硅和纳米二氧化钛都可作为无机纳米填料，它们的表面都有一定数量的羟基。利用化学方式将环氧基团接枝到表面含有羟基的无机纳米粉体的表面，再与尼龙6分子链上的酰胺基团发生一定的反应以增强无机纳米粉体与尼龙6的界面结合从而改善尼龙6的性能，这样的研究目前尚未见诸报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种尼龙6材料的改性方法，利用该方法制备出的尼龙6材料具有较好的力学性能、较小的尺寸收缩率和良好的耐热性。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种改性尼龙6材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

第一步，制备环氧化纳米粉体

(1)按质量比，纳米二氧化硅∶纳米二氧化钛∶氢氧化钠∶水＝100∶(40～60)∶(80～100)∶(250～300)，将上述组分原料称量混合，室温搅拌后过滤,用过量水洗涤滤出物，然后将滤出物干燥，得到碱处理纳米粉体；

(2)按质量比，碱处理纳米粉体∶环氧氯丙烷∶氢氧化钠∶水＝100∶(150～180)∶(8～10)∶(150～180)，将上述组分材料称量混合，室温下搅拌后过滤,用过量水洗涤滤出物，然后将滤出物干燥，得到环氧化纳米粉体；

第二步，按质量比，尼龙6∶环氧化纳米粉体＝100∶1～5，将上述两组分材料称量后于混合机中混合均匀，得到混合料；

第三步，将混合料于双螺杆挤出机中，在不超过250℃的条件下挤出，得到改性尼龙6材料。

上述方案中，第一步(1)中所述的搅拌时间为0.5～1小时。第一步(2)中所述的搅拌时间为6～8小时。第三步中的挤出温度分四段设置，依次为220℃、230℃、235℃、240℃。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

参考图1，本发明制备添加到尼龙6中的改性组分环氧化纳米粉体时，利用纳米二氧化硅和纳米二氧化钛表面的羟基使纳米二氧化硅和纳米二氧化钛先后与氢氧化钠、环氧氯丙烷发生反应，在纳米二氧化硅和纳米二氧化钛表面接枝环氧基团，而制得环氧化纳米粉体。利用环氧化纳米粉体表面接枝的环氧基团与尼龙6分子链上的氨基发生反应，以增强无机的纳米粉体与有机的尼龙6的界面结合，从而使制得的改性尼龙6材料具有较好的力学性能。另外，本发明制备的改性尼龙6材料还具有较小的尺寸收缩率和良好的耐热性。

本发明制备的改性尼龙6材料可用于加工制作成汽车零部件、支撑结构件等。

附图说明

图1为本发明改性尼龙6材料的制备机理示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

一种改性尼龙6材料的制备方法，包括下述步骤：

第一步，制备环氧化纳米粉体

(1)按表1中的a栏组分配料，在室温下搅拌后过滤,用过量水洗涤滤出物，然后将滤出物干燥，得到碱处理纳米粉体；

(2)按表1中的b栏组分配料，在室温下搅拌后过滤,用过量水洗涤滤出物，然后将滤出物干燥，得到环氧化纳米粉体；

第二步，按表2环氧化纳米粉与尼龙6的配比称量，加入到混合机混合均匀，得到混合料；

第三步，将混合料加入双螺杆挤出机中加热挤出，得到改性尼龙6材料。其中，从双螺杆挤出机进料口到出料口的温度依次分段设置为220℃-230℃-235℃-240℃。

为了说明问题，本发明还做了三个对比例(表2)。其中，对比例1为没有任何添加剂的纯尼龙6材料；对比例2、3为添加了粉6的改性尼龙6材料。

表1 制备环氧化纳米粉体的原(材)料组分配方(质量比)

性能评价方式及实行标准：