[发明专利]一种耐超低温的尼龙增韧剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及高分子材料领域，公开了一种耐超低温的尼龙增韧剂，包括聚烯烃弹性体的主链和极性单体的侧链，在极性单体的侧链上连接有氨基硅油。以尼龙增韧剂总重量计，聚烯烃弹性体的含量为45‑70wt％，极性单体的含量为0.5‑5wt％，氨基硅油的含量为25‑50wt％；该增韧剂的制备方法为将弹性体、引发剂和极性单体加至共混设备熔融共混，再加入氨基硅油继续共混制得耐超低温的尼龙增韧剂。该增韧剂应用到尼龙制品中时，其中的极性单体能够与尼龙链段的氨基或羧基反应，增强相容性，同时氨基硅油的加入能够进一步提高尼龙的超低温抗冲性能和韧性，所制备的耐超低温抗冲尼龙具有优异的超低温抗冲性能，可用于汽车、电气、建筑等多个领域。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种耐超低温的尼龙增韧剂及其制备方法与应用。

背景技术

尼龙(PA)是一种具有良好机械性能、耐溶剂、耐磨等优异性能的工程塑料，广泛应用于建筑、汽车工业、医疗器械等领域。但尼龙的缺口冲击强度低，特别是在低温环境下，尼龙表现出韧性差的缺点，这限制了尼龙在工业中进一步的应用。因此，为适应工业发展的需要，提高尼龙的冲击性是非常重要的。

目前，尼龙增韧已有大量研究且部分得以推广应用，最常见的方法有两种：一是在尼龙的单体中引入长链的内酰胺作为共聚单体，降低尼龙结晶度，增加尼龙中的柔性链段，从而提高尼龙的抗冲击强度。但这种方法需要从聚合物单体开始反应，工艺条件比较复杂，而且剩余小分子单体很难脱除，从而影响尼龙的性能，工艺复杂，成本高，不具有普适性。

另一种方法是以橡胶或弹性体作为尼龙的增韧剂，包括乙烯-丙烯橡胶(EPR)、乙烯-丙烯-二烯烃共聚物(EPDM)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)等。通过与尼龙共混，将橡胶或弹性体分散在尼龙基体中，当受到外界冲击时，橡胶或弹性体能够吸收能量，并产生孔洞化和屈服，进而通过界面传递引发银纹和剪切带，大量消耗能量，从而提高尼龙抗冲击性能。但这些弹性体的玻璃化转变温度较高，不能实现超低温或低温环境下尼龙的增韧，且这些弹性体与尼龙的相容性较差，大量的添加甚至会导致尼龙的力学性能下降。

CN 102964822A公开了一种硅橡胶增韧改性的尼龙树脂及其制备方法，将硅橡胶均匀分散在尼龙中，加入氨基硅油作为相容剂，通过硅橡胶动态硫化实现尼龙的增韧。但该发明制得的尼龙增韧效果并不理想，硅橡胶与尼龙的相容性不佳，未能提高尼龙在低温环境下的抗冲击性能。

CN 109880360A公开了一种耐高寒冲击尼龙复合材料及制备方法，采用改性增韧剂和复配耐寒性增塑剂与尼龙共混来提高尼龙低温抗冲性。所用的复配耐寒性增塑剂为芳香族增塑剂和脂肪族增塑剂的混合物，改性增塑剂为橡胶或聚氨酯弹性体经接枝剂接枝后的产物。虽然该发明中采用了增塑剂和增韧剂同时进行尼龙增韧和增塑，需要进行多次的材料共混准备步骤，制备方法过程繁琐，工艺复杂。

随着尼龙材料的应用在高寒地区的推广，赢得更广阔的应用市场，尼龙需要经得起高寒环境(零下50℃)的考验，必须提高尼龙材料在超低温环境下的耐高寒冲击强度和韧性。

发明内容

本发明的目的在于提高尼龙超低温环境下的韧性和抗冲击性，以聚烯烃弹性体为主链、氨基硅油为支链制备超低温增韧剂，添加至尼龙中使其能保持一定强度的情况下，提高超低温环境下的抗冲性能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种耐超低温的尼龙增韧剂，包括：聚烯烃弹性体的主链和极性单体的侧链，所述的极性单体侧链上连接有氨基硅油；所述的尼龙增韧剂总重量计，所述的聚烯烃弹性体含量为45-70wt％，所述的极性单体的含量为0.5-5wt％；所述的氨基硅油的含量为25-50wt％。

所述的聚烯烃弹性体选自乙烯/α-烯烃的无规共聚物、乙烯/α-烯烃的嵌段共聚物或其混合物。