一種尼龍納米復合材料及其制備方法
【專利摘要】本發明屬于材料【技術領域】，涉及一種尼龍納米復合材料及其制備方法。該尼龍納米復合材料配方包括以下組份：尼龍樹脂100份、納米麥飯石15~35份、抗氧劑0.3~1.2份、潤滑劑0.2~1.2份和助劑0~1.2份。本發明大幅提高了尼龍材料的抗壓強度和抗菌性，操作工藝簡單，所制備復合材料性能優越，適于工業化生產。
【專利說明】一種尼龍納米復合材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于材料【技術領域】，涉及一種尼龍納米復合材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]納米麥飯石是一種具有生物活性、表觀為白色或灰色粉末的復合型礦物，粒徑55^95nm,比表面積為30m2/g~80m2/g。隨著電子電器和汽車行業的迅速發展，對于工程塑料的功能化要求逐漸提高，尤其在機械強度和抗菌性等方面。納米麥飯石具有多孔結構，填充工程塑料后可以大幅提高材料的機械性能。此外納米麥飯石粉末對色素和細菌有較強的吸附能力，使材料具有可觀的抗菌性。較傳統添加滑石粉或碳酸鈣填料相比，納米麥飯石在提高抗壓強度，賦予材料抗菌性的同時降低了生產成本。本發明制備的尼龍納米復合材料具有抗壓、抗菌等特點，可應用于電子電器和水質凈化等相關領域。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在于為克服現有技術的缺陷而提供一種抗壓、抗菌尼龍納米復合材料及其制備方法。該材料大幅提高了尼龍材料的抗壓強度和抗菌性，同時降低了成本。
[0004]為實現上述目的，本發明采用以下技術方案:
[0005]一種尼龍納米復合材料，由包含以下重量份的組分制成:
[0006]尼龍樹脂 100份，
[0007]納米麥飯石15~35份，
[0008]抗氧劑 0.3~1.2份，
[0009]潤滑劑0.2~1.2份，
[0010]助劑(Tl.2 份。
[0011]所述的尼龍樹脂為尼龍6或尼龍66樹脂。
[0012]所述的納米麥飯石為白色或灰色粉末，粒徑55、5nm，比表面積為30m2/g~80m2/g。
[0013]所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑1010和亞磷酸酯抗氧劑168復配。
[0014]所述的潤滑劑為次乙基雙硬脂酰胺、乙烯-丙烯酸共聚物和季戊四醇硬脂酸酯的一種或一種以上。
[0015]所述的尼龍納米復合材料中還包括0.2^0.8份助劑，其中所述的助劑為光穩定劑或增韌劑中的一種或一種以上。
[0016]所述的光穩定劑為UV531 (廣州潤鋒)或UV4050 (上海騰世達)，增韌劑為960A (廣州潤鋒)或E2620 (上海鑫科卓)。
[0017]一種上述尼龍納米復合材料的制備方法，包含以下步驟:
[0018](1)按上述比例配備原料:尼龍樹脂100份，納米麥飯石15~35份，抗氧劑0.3^1.2份，潤滑劑0.2^1.2份和(Tl.2份助劑；
[0019](2)將納米麥飯石置于硅烷偶聯劑溶液中進行表面處理l(T35min ；
[0020](3)將上述步驟(2)處理得到的麥飯石和步驟(1)稱取的抗氧劑、潤滑劑和尼龍樹脂置于高速混合機分散；
[0021](4)將分散后的原料通過擠出機擠出；原料經熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。
[0022]所述的步驟(2)中硅烷偶聯劑溶液為KH550的甲醇或乙醇溶液，質量濃度為109^50%。
[0023]所述的步驟(4)中高速混合機的分散時間為10-25分鐘。
[0024]所述的步驟(4)中的擠出機從喂料到機頭各區溫度分別為180°C ~190°C、215°C "235°C >235°C "270°C >235°C "270°C >235°C "265°C >235°C ~265?和 23(TC ~27(TC，擠出機的主機轉速300rpnT400rpm ;切粒機頻率15Hz~35Hz。
[0025]本發明具有以下有益效果:
[0026]本發明創新性的采用常用于陶瓷和保健領域的具有多孔結構的納米麥飯石粉改性尼龍復合材料，屬于尼龍材料改性領域。本發明大幅提高了尼龍材料的抗壓強度和抗菌性；操作工藝簡單，所制 備復合材料性能優越，適于工業化生產。
【具體實施方式】
[0027]下面結合具體實施例對本
【發明內容】
進行進一步的說明。
[0028]本發明制備的樣品在23°C、50%濕度下調節24小時后，分別采用ASTM D695和Kindy-Bauer法檢測拉伸強度和抗菌性。
[0029]實施例1
[0030](I)按以下比例配備原料:
[0031]尼龍6樹脂100份，
[0032]納米麥飯石15份，
[0033]抗氧劑10100.2 份，
[0034]抗氧劑1680.1 份，
[0035]潤滑劑次乙基雙硬脂酰胺0.2份；
[0036](2)將納米麥飯石置于10%KH550的甲醇溶液配制的硅烷偶聯劑溶液中進行表面處理IOmin ；
[0037](3)將上述制備原料置于高速混合機分散10分鐘；
[0038](4)將分散后的原料通過擠出機，從喂料到機頭各區溫度分別為180°C、215°C、235°C、235°C、235°C、235°C和230°C，主機轉速300rpm，切粒機頻率15Hz。原料經熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。
[0039]所制得的抗壓、抗菌尼龍納米復合材料性能見表1。
[0040]實施例2
[0041](I)按以下比例配備原料:
[0042]尼龍6樹脂100份，
[0043]納米麥飯石15份，
[0044]抗氧劑10100.2 份，
[0045]抗氧劑1680.1 份，
[0046]潤滑劑次乙基雙硬脂酰胺0.4份；[0047](2)將納米麥飯石置于10%KH550的甲醇溶液配制的硅烷偶聯劑溶液中進行表面處理IOmin ；
[0048](3)將上述制備原料置于高速混合機分散10分鐘；
[0049](4)將分散后的原料通過擠出機，從喂料到機頭各區溫度分別為180°C、215°C、235°C、235°C、235°C、235°C和230°C，主機轉速300rpm，切粒機頻率15Hz。原料經熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。
[0050]所制得的抗壓、抗菌尼龍納米復合材料性能見表1。
[0051]實施例3
[0052](I)按以下比例配備原料:
[0053]尼龍6樹脂100份，
[0054]納米麥飯石25份，
[0055]抗氧劑10100.6 份，
[0056]抗氧劑1680.2 份，
[0057]潤滑劑乙烯-丙烯酸共聚物0.6份；
[0058](2)將納米麥飯石置于20%KH550的甲醇溶液配制的硅烷偶聯劑溶液中進行表面處理15min ；
[0059](3)將上述制備原料置于高速混合機分散15分鐘；
[0060](4)將分散后的原料通過擠出機，從喂料到機頭各區溫度分別為185°C、220°C、235°C、235°C、235°C、235°C和230°C，主機轉速325rpm，切粒機頻率15Hz。原料經熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。
[0061]所制得的抗壓、抗菌尼龍納米復合材料性能見表1。
[0062]實施例 4
[0063](I)按以下比例配備原料:
[0064]尼龍6樹脂100份，
[0065]納米麥飯石25份，
[0066]抗氧劑10100.6 份，
[0067]抗氧劑1680.2 份，
[0068]潤滑劑乙烯-丙烯酸共聚物0.8份；
[0069](2)將納米麥飯石置于20%KH550的甲醇溶液配制的硅烷偶聯劑溶液中進行表面處理15min ；
[0070](3)將上述制備原料置于高速混合機分散15分鐘；
[0071](4)將分散后的原料通過擠出機，從喂料到機頭各區溫度分別為185°C、220°C、240 V、240 V、240 V、240 V和235 V，主機轉速325rpm，切粒機頻率20Hz。原料經熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。
[0072]所制得的抗壓、抗菌尼龍納米復合材料性能見表1。
[0073]實施例5
[0074](I)按以下比例配備原料:
[0075]尼龍6樹脂100份，
[0076]納米麥飯石35份，[0077]抗氧劑10100.9 份，
[0078]抗氧劑1680.3 份，
[0079]潤滑劑季戊四醇硬脂酸酯1.0份；
[0080](2)將納米麥飯石置于20%KH550的甲醇溶液配制的硅烷偶聯劑溶液中進行表面處理35min ；
[0081](3)將上述制備原料置于高速混合機分散25分鐘；
[0082](4)將分散后的原料通過擠出機，從喂料到機頭各區溫度分別為190°C、225°C、240 V、240 V、240 V、240 V和235 V，主機轉速350rpm，切粒機頻率20Hz。原料經熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。
[0083]所制得的抗壓、抗菌尼龍納米復合材料性能見表1。
[0084]實施例6
[0085](I)按以下比例配備原料:
[0086]尼龍6樹脂100份，
[0087]納米麥飯石35份， [0088]抗氧劑10100.9 份，
[0089]抗氧劑1680.3 份，
[0090]潤滑劑季戊四醇硬脂酸酯1.2份；
[0091](2)將納米麥飯石置于30%KH550的甲醇溶液配制的硅烷偶聯劑溶液中進行表面處理35min ；
[0092](3)將上述制備原料置于高速混合機分散25分鐘；
[0093](4)將分散后的原料通過擠出機，從喂料到機頭各區溫度分別為190°C、225°C、240 V、240 V、240 V、240 V和235 V，主機轉速350rpm，切粒機頻率20Hz。原料經熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。
[0094]所制得的抗壓、抗菌尼龍納米復合材料性能見表1。
[0095]實施例7
[0096](I)按以下比例配備原料:
[0097]尼龍66樹脂100份，
[0098]納米麥飯石15份，
[0099]抗氧劑10100.2 份，
[0100]抗氧劑1680.1 份，
[0101]潤滑劑次乙基雙硬脂酰胺0.2份；
[0102](2)將納米麥飯石置于30%KH550的乙醇溶液配制的硅烷偶聯劑溶液中進行表面處理IOmin ；
[0103](3)將上述制備原料置于高速混合機分散10分鐘；
[0104](4)將分散后的原料通過擠出機，從喂料到機頭各區溫度分別為180°C、225°C、265 V、265 V、260 V、260 V和265 V，主機轉速375rpm，切粒機頻率30Hz。原料經熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。
[0105]所制得的抗壓、抗菌尼龍納米復合材料性能見表1。
[0106]實施例8[0107](I)按以下比例配備原料:
[0108]尼龍66樹脂100份，
[0109]納米麥飯石15份，
[0110]抗氧劑10100.2 份，
[0111]抗氧劑1680.1 份，
[0112]潤滑劑次乙基雙硬脂酰胺0.4份；
[0113](2)將納米麥飯石置于40%KH550的乙醇溶液配制的硅烷偶聯劑溶液中進行表面處理IOmin ；
[0114](3)將上述制備原料置于高速混合機分散10分鐘； [0115](4)將分散后的原料通過擠出機，從喂料到機頭各區溫度分別為180°C、225°C、265 V、265 V、260 V、260 V和265 V，主機轉速375rpm，切粒機頻率30Hz。原料經熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。
[0116]所制得的抗壓、抗菌尼龍納米復合材料性能見表1。
[0117]實施例9
[0118](I)按以下比例配備原料:
[0119]尼龍66樹脂100份，
[0120]納米麥飯石25份，
[0121]抗氧劑10100.6 份，
[0122]抗氧劑1680.2 份，
[0123]潤滑劑乙烯-丙烯酸共聚物0.6份；
[0124](2)將納米麥飯石置于40%KH550的乙醇溶液配制的硅烷偶聯劑溶液中進行表面處理25min ；
[0125](3)將上述制備原料置于高速混合機分散20分鐘；
[0126](4)將分散后的原料通過擠出機，從喂料到機頭各區溫度分別為185°C、230°C、265 V、265 V、260 V、260 V和265 V，主機轉速375rpm，切粒機頻率30Hz。原料經熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。
[0127]所制得的抗壓、抗菌尼龍納米復合材料性能見表1。
[0128]實施例10
[0129](I)按以下比例配備原料:
[0130]尼龍66樹脂100份，
[0131]納米麥飯石25份，
[0132]抗氧劑10100.6 份，
[0133]抗氧劑1680.2 份，
[0134]潤滑劑乙烯-丙烯酸共聚物0.8份，
[0135]UV5310.1 份，
[0136]UV40500.1 份；
[0137](2)將納米麥飯石置于40%KH550的乙醇溶液配制的硅烷偶聯劑溶液中進行表面處理25min ；
[0138](3)將上述制備原料置于高速混合機分散20分鐘；[0139](4)將分散后的原料通過擠出機，從喂料到機頭各區溫度分別為185°C、230°C、270 V、270 V、265 V、265 V和270 V，主機轉速400rpm，切粒機頻率35Hz。原料經熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。
[0140]所制得的抗壓、抗菌尼龍納米復合材料性能見表1。
[0141]實施例11
[0142](I)按以下比例配備原料:
[0143]尼龍66樹脂100份，
[0144]納米麥飯石35份，
[0145]抗氧劑10100.9 份，
[0146]抗氧劑1680.3 份，
[0147]潤滑劑季戊四醇硬脂酸酯1.0份，
[0148]960A0.3 份 [0149]E26200.3 份
[0150](2)將納米麥飯石置于50%KH550的乙醇溶液配制的硅烷偶聯劑溶液中進行表面處理35min ；
[0151](3)將上述制備原料置于高速混合機分散25分鐘；
[0152](4)將分散后的原料通過擠出機，從喂料到機頭各區溫度分別為190°C、235°C、270 V、270 V、265 V、265 V和270 V，主機轉速400rpm，切粒機頻率35Hz。原料經熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。
[0153]所制得的抗壓、抗菌尼龍納米復合材料性能見表1。
[0154]實施例12
[0155](I)按以下比例配備原料:
[0156]尼龍66樹脂100份，
[0157]納米麥飯石35份，
[0158]抗氧劑10100.9 份，
[0159]抗氧劑1680.3 份，
[0160]潤滑劑季戊四醇硬脂酸酯1.2份，
[0161]UV5310.6 份，
[0162]960A0.6 份；
[0163](2)將納米麥飯石置于50%KH550的乙醇溶液配制的硅烷偶聯劑溶液中進行表面處理35min ；
[0164](3)將上述制備原料置于高速混合機分散25分鐘；
[0165](4)將分散后的原料通過擠出機，從喂料到機頭各區溫度分別為190°C、235°C、270 V、270 V、265 V、265 V和270 V，主機轉速400rpm，切粒機頻率35Hz。原料經熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。
[0166]所制得的抗壓、抗菌尼龍納米復合材料性能見表1。
[0167]對比例I
[0168](I)按以下比例配備原料:
[0169]尼龍6樹脂100份，[0170]抗氧劑10100.2 份，
[0171]抗氧劑1680.1 份，
[0172]潤滑劑次乙基雙硬脂酰胺0.2份；
[0173](2)將上述制備原料置于高速混合機分散10分鐘；
[0174](3)將分散后的原料通過擠出機，從喂料到機頭各區溫度分別為180°C、215°C、235°C、235°C、235°C、235°C和230°C，主機轉速300rpm，切粒機頻率15Hz。原料經熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。
[0175]所制得的普通尼龍材料性能見表1。
[0176]表1
【權利要求】
1.一種尼龍納米復合材料，其特征在于:由包含以下重量份的組分制成: 尼龍樹脂 100份， 納米麥飯石 15~35份， 抗氧劑0.3^1.2份， 潤滑劑0.2^1.2份， 助劑0-l.2份。
2.根據權利要求1所述的尼龍納米復合材料，其特征在于:所述的尼龍樹脂為尼龍6或尼龍66樹脂。
3.根據權利要求1所述的尼龍納米復合材料，其特征在于:所述的納米麥飯石的粒徑為55~95nm,比表面積為30m2/g~80m2/g。
4.根據權利要求1所述的尼龍納米復合材料，其特征在于:所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯抗氧劑復配。
5.根據權利要求1所述的尼龍納米復合材料，其特征在于:所述的潤滑劑為次乙基雙硬脂酰胺、乙烯-丙烯酸共聚物和季戊四醇硬脂酸酯的一種或一種以上。
6.根據權利要求1所述的尼龍納米復合材料，其特征在于:所述的助劑為光穩定劑或增韌劑中的一種或一種以上。
7.根據權利要求6所述的尼龍納米復合材料，其特征在于:所述的光穩定劑為UV531或UV4050，增韌劑為960A或E2620。
8.—種權利要求1-7中任一所述的尼龍納米復合材料的制備方法，其特征在于:包含以下步驟: (1)按權利要求1所述的比例配備原料:尼龍樹脂100份，納米麥飯石15~35份，抗氧劑0.3^1.2份，潤滑劑0.2^1.2份和助劑0-l.2份； (2)將納米麥飯石置于硅烷偶聯劑溶液中進行表面處理10-35min； (3)將上述步驟(2)處理得到的麥飯石和步驟(1)稱取的抗氧劑、潤滑劑和尼龍樹脂置于高速混合機分散； (4)將分散后的原料通過擠出機擠出；原料經熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得尼龍復合材料。
9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于:所述的步驟(2)中硅烷偶聯劑溶液為KH550的甲醇或乙醇溶液，質量濃度為10%~50%。
10.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于:所述的步驟(4)中高速混合機的分散時間為10~25分鐘； 或所述的步驟(4)中的擠出機從喂料到機頭各區溫度分別為180°C ~190°C、215°C "235°C >235°C "270°C >235°C "270°C >235°C "265°C >235°C ~265?和 23(TC ~27(TC，擠出機的主機轉速300rpnT400rpm ;切粒機頻率15Hz~35Hz。
【文檔編號】C08K7/26GK103965617SQ201310032706
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年1月29日 優先權日:2013年1月29日
【發明者】楊桂生, 李梟 申請人:合肥杰事杰新材料股份有限公司