專利名稱：原位反應增容法制備聚酰胺66/高密度聚乙烯組合物及其制備方法
技術領域：
本發明屬于材料領域，具體涉及一種使用原位反應增容的方法制備具有良好力學性能與阻隔性能的聚酰胺66 (PA66) /高密度聚乙烯(HDPE)組合物。
背景技術：
聚酰胺，又稱尼龍，是五大通用工程塑料中用途最廣、品種最多、產量最大、綜合性能優良的基礎樹脂。聚酰胺66為半透明或不透明的乳白色結晶聚合物，其具有強度高、耐磨、耐溶劑和使用溫度范圍廣等優點，廣泛用于汽車制造、機械設備、電子電器、醫療器械和精密儀器等領域。但聚酰胺66由于強極性的特點，存在吸濕性強、尺寸穩定性差且低溫和干態下的缺口沖擊強度低等缺點，使其應用受到限制。 高密度聚乙烯是一種結晶度高、非極性的熱塑性樹脂，在機械性能、低溫性能、電性能、化學耐久性和抗水性方面極佳。為了得到同時具有聚酰胺66和高密度聚乙烯良好性能的材料，我們將兩者進行共混，但聚酰胺66和高密度聚乙烯共混體系屬于不相容共混體系，必須對高密度聚乙烯進行改性，以增強聚酰胺66和高密度聚乙烯兩界面間的結合力，從而提高兩界面間的相容性。聚酰胺66/高密度聚乙烯組合物的增容劑的增容作用可分為反應性增容與非反應性增容。反應性增容一般是指把兩種高聚物與增容劑一并放入到平行雙螺桿擠出機里，在擠出過程中產生增容性高聚物。例如，在高密度聚乙烯的分子鏈上接枝上有極性的官能團(酯基、酸酐基、環氧基和羧基等)，使其在共混過程中，反應性的官能團與聚酰胺66的端氨基發生反應，形成接枝型的高聚物或在兩相的界面中產生分子間作用力，改善了兩相之間的相容性，增強了兩界面之間的結合力。非反應性增容就是使用帶有極性基團的高聚物，加入到聚酰胺66和高密度聚乙烯組合物中，來改善兩相間的相容性，其機理是該帶有極性基團的高聚物中，極性基團的一側與一種組分相容，高聚物的一側與另一組分相容。

發明內容
本發明的目的之一是為了提供一種具有良好力學性能與阻隔性能的聚酰胺66/高密度聚乙烯組合物。為達到上述目的，本發明采用以下方案—種原位反應增容法制備聚酰胺66/高密度聚乙烯組合物，其原料組成及重量份為聚酰胺6655 95份，高密度聚乙烯HDPE 5 45份，聚酰胺66與高密度聚乙烯HDPE的重量份總和為100份，引發劑O. 01 I份，順丁烯二酸酐 O. I 4份，
乙烯與辛烯共聚物接枝馬來酸酐POE-g-MAH O. I 4份，在其中一些實施例中，其原料組成及重量份為聚酰胺6665 75份，高密度聚乙烯HDPE 25 35份，聚酰胺66與高密度聚乙烯HDPE的重量份總和為100份，引發劑O. 05 O. 2份，順丁烯二酸酐 O. 25 I. 5份，乙烯與辛烯共聚物接枝馬來酸酐POE-g-MAH I 3份。 在其中一個實施例中，其原料組成及重量份為聚酰胺6670份，高密度聚乙烯HDPE30份，引發劑O. I份，順丁烯二酸酐O. 5份，乙烯與辛烯共聚物接枝馬來酸酐P0E-g_MAH2份。在其中一些實施例中，所述引發劑為過氧化氫類、過氧化二烷基類、過氧化二酰類、過氧化酯類、過氧化二碳酸酯類化合物中的一種。在其中一些實施例中，所述引發劑為過氧化二烷基類中的過氧化二異丙苯2，5_ 二甲基_2，5- 二叔丁基過氧化己燒。本發明的另一目的是提供上述聚酰胺66/高密度聚乙烯組合物的制備方法。具體的技術方案如下上述聚酰胺66/高密度聚乙烯組合物的制備方法，包括如下步驟(I)、將引發劑與順丁烯二酸酐溶于稀釋劑中，得混合溶液；(2)、將聚酰胺66置于80 100°C干燥4 12小時，高密度聚乙烯置于60 80°C干燥4 12小時，冷卻后將聚酰胺66與高密度聚乙烯混合均勻，然后加入乙烯與辛烯共聚物接枝馬來酸酐POE-g-MAH，最后加入步驟(I)的混合溶液，得預混合料；(3)、將步驟(2)的預混合料置于平行雙螺桿擠出機中熔融擠出，造粒，工藝參數如下平行雙螺桿擠出機螺桿轉速為25 200r/min，一區溫度170 190°C，二區溫度230 260°C，三區溫度250 280°C，四區溫度250 280°C，五區溫度250 280°C，六區溫度250 280°C，七區溫度250 280°C，模頭溫度250 280°C。在其中一些實施例中，所述稀釋劑為丙酮或丁酮。在其中一些實施例中，所述步驟(2)中聚酰胺66置于90°C干燥4 6小時，高密度聚乙烯置于70°C干燥4 6小時；所述步驟(3)中的工藝參數為平行雙螺桿擠出機螺桿轉速為25 100r/min，一區溫度180 190°C，二區溫度250 260°C，三區溫度260 270°C，四區溫度260 270°C，五區溫度260 270°C，六區溫度260 270°C，七區溫度260 270°C，模頭溫度260 270°C。在其中一些實施例中，所述平行雙螺桿擠出機的螺桿形狀為單線螺紋；螺桿長度L和直徑D之比L/D為20 60，優選螺桿長度L和直徑D之比L/D為35 60 ;在其中一些實施例中，所述螺桿上設有一個以上的嚙合塊區和一個以上的反螺紋區，優選螺桿上設有2個嚙合塊區和2個反螺紋區。
原位反應增容是指把兩種高聚物、含極性基團的乙烯基單體與引發劑一并放入到平行雙螺桿擠出機里，在擠出過程中先就地產生含極性基團的高聚物，然后該高聚物與另一高聚物形成帶有增容性的高聚物。本發明采用原位增容的方法，在平行雙螺桿擠出機里，HDPE分子在引發劑的作用下接枝上順丁烯二酸酐(MAH)，使其具有較強的極性，利用HDPE-g-MAH的酸酐基團與聚酰胺66的端氨基反應來改善聚酰胺66/高密度聚乙烯體系的相容性，從而得到綜合力學性能與阻隔性能良好的聚酰胺66/高密度聚乙烯組合物。利用原位反應增容的方法制備出具有高韌性、低吸水率與低吸油值的聚酰胺66/高密度聚乙烯組合物，工業應用價值較大。所得到的合金可應用于汽車、電子電氣、包裝、機械、家具、建材、運動和休閑、生活用品、玩具等領域。本發明所提供的原位反應增容法制備聚酰胺66/高密度聚乙烯組合物的方法具有以下優點I、采用本發明的方法制備聚酰胺66/高密度聚乙烯組合物，綜合性能優異，缺口沖擊強度與純聚酰胺66相比有較大幅度提高且拉伸強度降低不多，吸水率低，并且其成本可降低21% (PA66的價格為3萬元/噸，HDPE為O. 9萬元/噸，按7:3共混，其成本比純PA66降低21%)，工業應用價值較大。2、采用本發明的方法制備聚酰胺66/高密度聚乙烯組合物，其工藝簡單，易于控制，對設備要求不高，所使用的設備均為通用的聚合物加工設備，投資不高，易于推廣應用。


圖I所示實施例3中HDPE在PA66中的分散形態；圖2所示實施例流程示意圖；圖3所示實施例反應機理示意圖。
具體實施例方式本發明原位反應增容法制備聚酰胺66/高密度聚乙烯組合物的反應機理如下(反應流程不意圖請見圖2,反應機理意圖請見圖3)
權利要求
1.一種聚酰胺66/高密度聚乙烯組合物，其特征在于，其原料組成及重量份為 聚酰胺6655 95份， 高密度聚乙烯HDPE5 45份， 聚酰胺66與高密度聚乙烯HDPE的重量份總和為100份， 引發劑O. 01 I份， 順丁烯二酸酐O. I 4份， 乙烯與辛烯共聚物接枝馬來酸酐POE-g-MAH O. I 4份， 所述引發劑為過氧化氫類、過氧化二烷基類、過氧化二酰類、過氧化酯類、過氧化二碳酸酯類化合物中的一種。
2.根據權利要求I所述的聚酰胺66/高密度聚乙烯組合物，其特征在于，其原料組成及重量份為 聚酰胺6665 75份， 高密度聚乙烯HDPE 25 35份， 聚酰胺66與高密度聚乙烯HDPE的重量份總和為100份， 引發劑O. 05 O. 2份， 順丁烯二酸酐 O. 25 I. 5份， 乙烯與辛烯共聚物接枝馬來酸酐POE-g-MAH I 3份。
3.根據權利要求I所述的聚酰胺66/高密度聚乙烯組合物，其特征在于，其原料組成及重量份為 聚酰胺6670份， 高密度聚乙烯HDPE 30份， 引發劑O. I份， 順丁烯二酸酐O. 5份， 乙烯與辛烯共聚物接枝馬來酸酐POE-g-MAH 2份。
4.根據權利要求I所述的聚酰胺66/高密度聚乙烯組合物，其特征在于，所述過氧化二烷基類中為過氧化二異丙苯、2，5- 二甲基-2，5- 二叔丁基過氧化己烷。
5.一種制備權利要求I 4任一項所述聚酰胺66/高密度聚乙烯組合物的方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)、將所述重量份的引發劑與順丁烯二酸酐溶于稀釋劑中，得混合溶液； (2)、將所述重量份的聚酰胺66置于80 100°C干燥4 12小時，高密度聚乙烯置于60 80°C干燥4 12小時，冷卻后將聚酰胺66與高密度聚乙烯混合均勻，然后加入所述重量份的乙烯與辛烯共聚物接枝馬來酸酐POE-g-MAH，最后加入步驟(I)的混合溶液，得預混合料； (3)、將步驟(2)的預混合料置于平行雙螺桿擠出機中熔融擠出，造粒，即得； 工藝參數如下 所述平行雙螺桿擠出機螺桿轉速為25 200r/min，一區溫度170 190°C，二區溫度230 260°C，三區溫度250 280°C，四區溫度250 280°C，五區溫度250 280°C，六區溫度250 280°C，七區溫度250 280°C，模頭溫度250 280°C。
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述稀釋劑為丙酮或丁酮；所述步驟(2)中聚酰胺66置于90°C干燥4 6小時，高密度聚乙烯置于70°C干燥4 6小時。
7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中的工藝參數為平行雙螺桿擠出機螺桿轉速為25 100r/min，一區溫度180 190°C，二區溫度250 260°C，三區溫度260 270°C，四區溫度260 270°C，五區溫度260 270°C，六區溫度260 270°C，七區溫度260 270°C，模頭溫度260 270°C。
8.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述平行雙螺桿擠出機的螺桿形狀為單線螺紋；螺桿長度L和直徑D之比L/D為20 60，所述螺桿上設有一個以上的嚙合塊區和一個以上的反螺紋區。
9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述螺桿長度L和直徑D之比L/D為35 60 ;所述螺桿上設有2個嚙合塊區和2個反螺紋區。
全文摘要
本發明公開了一種原位反應增容法制備聚酰胺66/高密度聚乙烯組合物，其原料的重量份為，聚酰胺6655～95份，高密度聚乙烯HDPE5～45份，聚酰胺66與高密度聚乙烯HDPE的重量份總和為100份；引發劑0.01～1份，順丁烯二酸酐0.1～4份，乙烯與辛烯共聚物接枝馬來酸酐POE-g-MAH0.1～4份。采用本發明的方法制備聚酰胺66/高密度聚乙烯組合物，增容效果顯著，使界面粘結力大幅提高，提高了生產效率，其綜合力學性能與阻隔性能良好，成本降低21％左右，且使用范圍廣，工業應用價值較大。
文檔編號C08L77/06GK102775784SQ20121025974
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月20日 優先權日2012年3月12日
發明者朱懷才, 王忠強 申請人:東莞市信諾橡塑工業有限公司