專利名稱：：一種β晶聚丙烯/尼龍合金的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于高分子合金材料領(lǐng)域，具體涉及一種P晶聚丙烯/尼龍合金的制備方法。
背景技術(shù)：
：聚丙烯有多種晶型，即a、p、Y、S和擬六方晶。其中以a晶型最為常見，卩晶聚丙烯是聚丙烯中的一個新品種，除具有a晶聚丙烯良好的綜合性能外，與a晶聚丙烯相比，P晶聚丙烯的沖擊強(qiáng)度和熱變形溫度均大幅度提高，在高速拉伸下顯示較高的韌性和延展性。P晶聚丙烯的形成主要有溫度法、剪切取向法和添加成核劑三種方法，其中在聚丙烯中添加P晶成核劑是制備高含量卩晶聚丙烯的最有效方法。然而卩晶聚丙烯的屈服強(qiáng)度和彈性模量較a晶聚丙烯低，且卩晶聚丙烯不穩(wěn)定，在一定條件下會轉(zhuǎn)化成a晶聚丙烯。將卩晶聚丙烯與性能更加優(yōu)異的工程塑料共混制備成合金可以大幅提高卩晶聚丙烯屈服強(qiáng)度和彈性模量，如聚丙烯/尼龍合金就既有尼龍強(qiáng)度高、韌性好、耐油、耐化學(xué)品及耐熱等優(yōu)點(diǎn)，又具有聚丙烯的特性，該合金因其具有較好綜合力學(xué)性能從而成為制造騎車、電子電氣、油田設(shè)備等零部件和結(jié)構(gòu)件的理想塑料合金材料?，F(xiàn)有制備卩晶聚丙烯合金是采用共混的方法，但卩晶聚丙烯的熱力學(xué)不穩(wěn)定性，合金中聚丙烯的(3晶含量受第二組分加入的影響，使聚丙烯中P晶含量明顯減少甚至消失，以聚丙烯/尼龍合金的制備為例，當(dāng)聚丙烯和尼龍在高溫熔融共混后加入成核劑，由于P晶成核劑與尼龍的極性作用，在制備卩晶聚丙烯/尼龍合金的過程中成核劑會遷移到尼龍相或兩相界面，使成核劑對聚丙烯的卩-成核作用降低，從而使合金中|3晶聚丙烯含量降低甚至消失。聚酰胺俗稱尼龍，簡稱PA，是分子主鏈上含有重復(fù)酰胺基團(tuán)一[NHCO]—的熱塑性樹脂總稱，尼龍中的主要品種是尼龍6(聚己內(nèi)酰胺)和尼龍66(聚己二酸己二胺)，占絕對主導(dǎo)地位，其次是尼龍11(聚十一酰胺)、尼龍12(聚十二酰胺)、尼龍610(聚己二酸癸二胺)、尼龍1010(聚癸二酸癸二胺)和尼龍612(聚己二酸十二胺)等等。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能穩(wěn)定制備高含量|3晶聚丙烯/尼龍合金的方法。本發(fā)明的上述目的是通過如下方案予以實(shí)現(xiàn)的一種卩晶聚丙烯/尼龍合金的制備方法，該方法是先將聚丙烯和尼龍高溫熔融共混后，將合金熔體溫度降低到尼龍的結(jié)晶溫度以下，然后再加入P晶成核劑，混煉制備得到P晶聚丙烯/尼龍合金。上述制備方法是根據(jù)尼龍的結(jié)晶溫度高于聚丙烯的結(jié)晶溫度，本發(fā)明在熔融共混后降低溫度使得尼龍結(jié)晶，而聚丙烯仍處于熔融狀態(tài)，這時加入卩晶成核劑，卩晶成核劑就不會遷移到尼龍相或兩相界面，而主要分散在聚丙烯而對聚丙烯起高效的卩晶成核作用，從而得到高含量(3晶聚丙烯/尼龍合金，因此上述制備方法中所用尼龍可選擇任意一種結(jié)晶溫度高于聚丙烯結(jié)晶溫度的尼龍，如尼龍6、尼龍66和尼龍IOIO等。上述制備方法中，P晶成核劑可選擇任何一種常用的P晶成核劑，如納米碳酸鈣和庚二酸制備的負(fù)載型成核劑、或庚二酸鈣成核劑等。聚丙烯與尼龍的合金是一種共混體系，為了更好地解決聚丙烯與尼龍的熱力學(xué)相容性，可通過相容劑作用來提高兩相界面粘結(jié)力；所述相容劑可選擇任何一種常用的相容劑，如乙烯一辛烯共聚物接枝馬來酸酐、乙烯一醋酸乙烯共聚物接枝馬來酸酐、或聚丙烯接枝馬來酸酐等。采用本發(fā)明的方法制備高含量卩晶聚丙烯/尼龍合金可采用如下優(yōu)選方案聚丙烯與尼龍在23025(TC，轉(zhuǎn)速4060rpm，熔融共混5-10min，然后將合金熔體溫度降低至170-190°C，加入成核劑混煉5~10min即得到所需的高含量|3晶聚丙烯/尼龍合金。采用本發(fā)明的方法制備高含量尼龍合金，聚丙烯與尼龍的加入量優(yōu)選聚丙烯尼龍=(10-100):(0~90)，相容劑的加入量優(yōu)選相容劑(尼龍+聚丙烯)=(1~5):IOO，卩晶成核劑的加入量優(yōu)選卩晶成核劑聚丙烯的重量比=(0.1~5):100，所述比例均為重量比。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果1.本發(fā)明的制備方法采用降低溫度后再加入成核劑，因所選尼龍已經(jīng)結(jié)晶，成核劑主要均勻分散在聚丙烯相，成核效率提高，從而形成高含量的卩晶聚丙烯/尼龍合金；2.本發(fā)明的制備方法采用降低溫度后再加入成核劑，成核劑分散在聚丙烯相起到高效的P晶成核作用，減弱了尼龍的a晶成核作用，從而使合金中形成高含量的P晶聚丙烯；3.本發(fā)明的制備方法采用降低溫度后加入成核劑，避免高溫時成核劑與尼龍極性基團(tuán)發(fā)生作用破壞成核劑的結(jié)構(gòu)，而使成核劑對聚丙烯起到有效的成核作用，從而形成高含量的P晶聚丙烯/尼龍合金；4.本發(fā)明的制備方法采用降低溫度后加入成核劑，形成高含量的卩晶聚丙烯/尼龍合金，從而解決p晶聚丙烯在加工過程中易于向(X晶聚丙烯轉(zhuǎn)變的問題；5.高含量卩晶聚丙烯的沖擊強(qiáng)度大大提高，與尼龍形成合金后可以提高其屈服強(qiáng)度和模量，解決卩晶聚丙烯存在屈服強(qiáng)度和模量低的問題，有利于f3晶聚丙烯應(yīng)用的擴(kuò)大；6.本發(fā)明的制備方法充分利用尼龍與聚丙烯結(jié)晶溫度的不同，在尼龍已經(jīng)結(jié)晶而聚丙烯未結(jié)晶時加入成核劑，保證了成核劑主要分散在聚丙烯相實(shí)現(xiàn)聚丙烯的卩晶成核，從而使得(3晶含量大幅度地提高；7.本發(fā)明的制備方法其工藝簡單，成本低廉，且制備所得|3晶聚丙烯合金兼具尼龍優(yōu)異性能和聚丙烯的特性。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1~12是按照本發(fā)明的方法制備(3晶聚丙烯/尼龍合金，表1列出了各實(shí)施例中聚丙烯、尼龍和相容劑的重量比，其中實(shí)施例1~實(shí)施例7中不加入相容劑，實(shí)施例8加入的相容劑為乙烯一辛烯共聚物接枝馬來酸酐，實(shí)施例9加入的相容劑為乙烯一醋酸乙烯共聚物接枝馬來酸酐，實(shí)施例10~實(shí)施例12加入的相容劑都為聚丙烯接枝馬來酸酐，實(shí)施例1~實(shí)施例12所用的|3晶成核劑均為納米碳酸鈣和庚二酸制備的負(fù)載型卩晶成核劑。實(shí)施例1~12的偉ij備過程為按照表1所示重量比將聚丙烯、尼龍和相容劑用哈克轉(zhuǎn)矩流變儀240。C熔融混煉8min,然后將合金熔體溫度降低至190°C(實(shí)施例6，7為180，170°C)加入負(fù)載型p晶成核劑混煉5min制備得到卩晶聚丙烯/尼龍合金。對比例1:聚丙烯在240"C熔融后加入成核劑混煉lmin，加入尼龍混煉7min;對比例2:聚丙烯與成核劑在18(TC混煉5min制得J3晶聚丙烯，與尼龍在24(TC混煉8min;對比例3:尼龍在240。C熔融后加入成核劑混煉lmin，加入聚丙烯混煉7min;對比例4:聚丙烯和尼龍在24(TC熔融后加入成核劑，混煉8min。對比例5:聚丙烯和尼龍于24(TC熔融混煉8min，降低200°C(尼龍未結(jié)晶)加入負(fù)載型P晶成核劑混煉5min。對比例和實(shí)施例轉(zhuǎn)速均為50rpm。對比例合金和實(shí)施例合金中的(3晶聚丙烯含量如表1所示。表1聚丙烯/尼龍合金中卩晶聚丙烯含量<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由表1可以看出，實(shí)施例8~12制備的聚丙烯/尼龍合金中都達(dá)到97%以上，不但遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于各對比例制備所得聚丙烯/尼龍合金中卩晶聚丙烯的含量，而且也大于未加入相容劑的實(shí)施例17制備所得聚丙烯/尼龍合金中卩晶聚丙烯的含量，由此看出本發(fā)明的制備方法采用先高溫加入聚丙烯和尼龍再降溫后加入成核劑確實(shí)能起到提高所得合金中卩晶聚丙烯含量的作用，而且相容劑的添加也對P晶聚丙烯含量的提高有一定的作用。權(quán)利要求1、一種β晶聚丙烯/尼龍合金的制備方法，采用將聚丙烯、尼龍和β晶成核劑熔融共混后制備β晶聚丙烯/尼龍合金，其特征在于所述方法是先將聚丙烯和尼龍高溫熔融共混后，將合金熔體溫度降低到尼龍的結(jié)晶溫度以下，再加入β晶成核劑，混煉制備得到β晶聚丙烯/尼龍合金。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于所述P晶成核劑為納米碳酸鈣和庚二酸制備的負(fù)載型卩晶成核劑、或庚二酸鈣成核劑。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于所述聚丙烯和尼龍高溫熔融共混時還加有相容劑。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述制備方法，其特征在于所述相容劑為乙烯一辛烯共聚物接枝馬來酸酐、乙烯一醋酸乙烯共聚物接枝馬來酸酐、或聚丙烯接枝馬來酸酐等。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于所述聚丙烯和尼龍的高溫熔融溫度為230-250°C，轉(zhuǎn)速為4060rpm,高溫熔融共混時間為510min，將合金熔體溫度降低至17019(TC時，加入成核劑，混煉時間為510min。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于所述聚丙烯與尼龍的重量比為10-100:0~90。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于所述(3晶成核劑和聚丙烯的重量比為0.15:100。全文摘要本發(fā)明公開一種β晶聚丙烯/尼龍合金的制備方法，該方法是先將聚丙烯和尼龍高溫熔融共混后，將合金熔體溫度降低到尼龍的結(jié)晶溫度以下，然后再加入β晶成核劑，混煉制備得到β晶聚丙烯/尼龍合金。本發(fā)明采用降低溫度后再加入成核劑，因所選尼龍已經(jīng)結(jié)晶，成核劑主要均勻分散在聚丙烯相，成核效率提高，同時減弱了尼龍的α晶成核作用，從而形成高含量的β晶聚丙烯/尼龍合金。本發(fā)明的制備方法采用降低溫度后加入成核劑，避免高溫時成核劑與尼龍極性基團(tuán)發(fā)生作用破壞成核劑的結(jié)構(gòu)，使成核劑對聚丙烯起到有效的成核作用。本發(fā)明的制備方法其工藝簡單，成本低廉，且制備所得β晶聚丙烯/尼龍合金兼具工程塑料優(yōu)異性能和聚丙烯的特性。文檔編號C08L23/12GK101538388SQ20091003869公開日2009年9月23日申請日期2009年4月17日優(yōu)先權(quán)日2009年4月17日發(fā)明者楊竹根,章自壽,麥堪成申請人:中山大學(xué)