一種高強阻燃耐水尼龍管材的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及尼龍管材技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高強阻燃耐水尼龍管材。
【背景技術(shù)】
[0002]尼龍是分子主鏈上含有重復(fù)酰胺基團的熱塑性樹脂總稱，其命名由合成單體具體的碳原子數(shù)而定，其具有優(yōu)越的機械強度、剛度、韌度、機械減震性和耐磨性，目前已逐漸代替金屬和熱固性材料廣泛應(yīng)用于汽車零部件中。隨著社會的發(fā)展，人們對尼龍管的性能提出了更高的要求，單純的尼龍管材已不能完全滿足社會的需要，往往需要添加改性劑對其進行改性。但是現(xiàn)有的尼龍管材其強度、阻燃性和耐水性仍不是很理想，在尼龍管材使用的過程中，存在使用壽命短的缺陷，需要進行改性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種高強阻燃耐水尼龍管材，其強度高，耐熱性和阻燃性好，耐水性能優(yōu)異，用其制成的尼龍管使用壽命長。
[0004]本發(fā)明提出的一種高強阻燃耐水尼龍管材，其原料按重量份包括以下組分:尼龍12100-150份、尼龍6640-60份、聚苯醚20-35份、聚乳酸10-25份、環(huán)氧樹脂5-15份、乙烯-丙稀酸酯-馬來酸酐三元共聚物3-8份、納米碳酸媽3-10份、納米氧化鋅2-10份、納米二氧化鈦3-10份、滑石粉3-8份、氮化硼2-8份、納米蒙脫土 2-8份、改性碳納米管2-10份、硼酸鎂晶須3-15份、氯化鈣1-5份、玄武巖纖維粉2-10份、乙撐雙硬脂酸酰胺0.5-1.5份、硅烷偶聯(lián)劑3-5份、三(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸酯0.5-2份、阻燃劑5-12份、琥珀酸單甘油酯2-8份；
[0005]其中，所述阻燃劑其原料按重量份包括:溴化聚苯乙烯10-25份、水滑石10-25份、三聚氰胺氰尿酸鹽2-10份、三聚氰胺聚磷酸鹽5-20份、聚氨酯2-10份、氫氧化鎂1-5份、酚醛樹脂2-10份、雙(4-羧基苯基)苯基氧化膦5-15份。
[0006]優(yōu)選地，其原料中，尼龍12、尼龍66、聚苯醚、聚乳酸、環(huán)氧樹脂的重量比為120-140:48-56:26-33:14-21:8-13。
[0007]優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分:尼龍12128-133份、尼龍6652-55份、聚苯醚29-32份、聚乳酸18-21份、環(huán)氧樹脂10-12份、乙烯-丙烯酸酯-馬來酸酐三元共聚物5.5-
6.2份、納米碳酸鈣6-8.5份、納米氧化鋅5.3-6份、納米二氧化鈦6.2-7份、滑石粉5.2-6份、氮化硼5.3-7份、納米蒙脫土 5.8-6份、改性碳納米管6.3-7份、硼酸鎂晶須8-12份、氯化鈣3.2-4份、玄武巖纖維粉6-7份、乙撐雙硬脂酸酰胺0.9-1.3份、硅烷偶聯(lián)劑3.2_4份、三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯1.2-1.6份、阻燃劑8-11份、琥珀酸單甘油酯5.3-6份。
[0008]優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分:尼龍12130份、尼龍6653份、聚苯醚30份、聚乳酸20份、環(huán)氧樹脂11份、乙烯-丙烯酸酯-馬來酸酐三元共聚物6份、納米碳酸鈣7份、納米氧化鋅5.8份、納米二氧化鈦6.6份、滑石粉5.8份、氮化硼6份、納米蒙脫土5.8份、改性碳納米管6.6份、硼酸鎂晶須10份、氯化鈣3.6份、玄武巖纖維粉6.3份、乙撐雙硬脂酸酰胺1份、硅烷偶聯(lián)劑3.6份、三(2，4_二叔丁基苯基)亞磷酸酯1.4份、阻燃劑10份、琥珀酸單甘油酯5.5份。
[0009]優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂為氫化環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂中的一種或者兩種的混合物。
[0010]優(yōu)選地，所述改性碳納米管按照以下工藝進行制備:按重量份將1-2份碳納米管、1-2份對氨基苯甲酸和120-150份多聚磷酸混合均勻，超聲20-35min，通入氮氣后升溫至100-120°C，攪拌l_2h，然后加入10-20份五氧化二磷，攪拌反應(yīng)10-25h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)過濾、洗滌、索氏提取、干燥得到酸化碳納米管；按重量份將5-15份酸化碳納米管加入100份二甲苯中，混合均勻后通入氮氣，然后加入2-5份二苯基甲烷二異氰酸酯，超聲20-35min，加入0.01-0.05份二月桂酸二丁基錫，回流反應(yīng)5-10h，然后加入20-35份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40-45%的已內(nèi)酰胺二甲苯溶液，回流反應(yīng)1-2.5h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)離心、洗滌、干燥得到所述改性碳納米管。
[0011 ]優(yōu)選地，所述改性碳納米管按照以下工藝進行制備:按重量份將1.3份碳納米管、1.5份對氨基苯甲酸和135份多聚磷酸混合均勾，超聲30min，通入氮氣后升溫至115°C，攪拌1.6h，然后加入18份五氧化二磷，攪拌反應(yīng)20h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)過濾、洗滌、索氏提取、干燥得到酸化碳納米管；按重量份將12份酸化碳納米管加入100份二甲苯中，混合均勻后通入氮氣，然后加入3.5份二苯基甲烷二異氰酸酯，超聲30min，加入0.035份二月桂酸二丁基錫，回流反應(yīng)8h，然后加入30份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為42 %的已內(nèi)酰胺二甲苯溶液，回流反應(yīng)2.lh，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)離心、洗滌、干燥得到所述改性碳納米管;改性碳納米管的制備過程中，選擇了多聚磷酸和五氧化二磷弱酸體系對碳納米管進行酸化，并添加了對氨基苯甲酸，從而在碳納米管的表面接枝了芳香氨基基團，提高了其在體系中的分散性，且得到的酸化碳納米管結(jié)構(gòu)保持完整，管壁光滑，之后加入二苯基甲烷二異氰酸酯后，通過控制反應(yīng)的條件，使酸化碳納米管與二苯基甲烷二異氰酸酯發(fā)生了反應(yīng)，在碳納米管的表面引入了二苯基甲烷二異氰酸酯，加入已內(nèi)酰胺后，己內(nèi)酰胺與碳納米管表面的異氰酸根和氨基發(fā)生了反應(yīng)，從而將二苯基甲烷二異氰酸酯、已內(nèi)酰胺、對氨基苯甲酸引入到了碳納米管中，加入體系中后，因含有已內(nèi)酰胺，與體系的相容性好，再加上其中的氨基可以與尼龍形成化學(xué)鍵，能形成良好的界面作用，從而使改性碳納米管在體系中分散均勻，且被包覆在體系中，阻礙了管材的早期分解，提高了管材的熱穩(wěn)定性，同時改善了管材的耐水性和機械強度。
[0012]優(yōu)選地，所述阻燃劑其原料按重量份包括:溴化聚苯乙烯21份、水滑石20份、三聚氰胺氰尿酸鹽8份、三聚氰胺聚磷酸鹽15份、聚氨酯6份、氫氧化鎂3.2份、酚醛樹脂8份、雙(4-羧基苯基)苯基氧化膦12份。
[0013]優(yōu)選地，所述硅烷偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH-108、硅烷偶聯(lián)劑KH-551、硅烷偶聯(lián)劑KH-552、硅烷偶聯(lián)劑KH-560中的一種或者多種的混合物。
[0014]本發(fā)明所述高強阻燃耐水尼龍管材可以按照常規(guī)的尼龍復(fù)合材料制備工藝制備
ΟΤΙ D
[0015]本發(fā)明高強阻燃耐水尼龍管材中，以尼龍12和尼龍66為主料，賦予管材優(yōu)異的強度、剛性和耐磨性;加入了適量的聚苯醚、聚乳酸和環(huán)氧樹脂對尼龍12、尼龍6進行改性，在乙烯-丙烯酸酯-馬來酸酐三元共聚物的作用下，聚苯醚、聚乳酸和環(huán)氧樹脂與尼龍12、尼龍6的相容性好，其中，聚苯醚分子鏈中含有大量的苯環(huán)結(jié)構(gòu)，分子鏈剛性強，機械強度高，具有較高的硬度和韌性，耐蠕變性優(yōu)良，尺寸穩(wěn)定性好，在體系中與聚乳酸和環(huán)氧樹脂配合后，在體系中形成了大量的突起，在管材受到?jīng)_擊時能承受沖擊能量，改善了管材的沖擊性能，同時提高了管材的拉伸強度，克服了尼龍材料耐熱性和耐水性欠佳的缺陷；納米氧化鋅的引入，與納米碳酸鈣、納米二氧化鈦配合提高了管材的紫外屏蔽性能，并提高了管材的拉伸強度；阻燃劑中，選擇了溴化聚苯乙烯、水滑石、三聚氰胺氰尿酸鹽、三聚氰胺聚磷酸鹽、聚氨酯、氫氧化鎂、酚醛樹脂、雙(4-羧基苯基)苯基氧化膦配合作為原料，各原料具有協(xié)同作用，大幅度降低了管材的熱釋放速率，提高了管材的阻燃性，并起到了抑煙的效果，與體系中的滑石粉、氮化硼、納米蒙脫土、改性碳納米管、硼酸鎂晶須配合后，在保持管材力學(xué)性能的同時，提高了管材的熱穩(wěn)定性;且體系中加入的納米碳酸鈣、納米氧化鋅、納米二氧化鈦、滑石粉、氮化硼、納米蒙脫土、改性碳納米管、硼酸鎂晶須、氯化鈣、玄武巖纖維粉，具有異相成核的作用，加快了尼龍的結(jié)晶速率，提高了尼龍的成核率，增加了體系的密度，同時提高了體系的熱導(dǎo)率，改善了本發(fā)明的拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度、熱變形溫度、抗蠕變性和抗紫外線性。
【具體實施方式】
[0016]下面，通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細(xì)說明。
[0017]實施例1
[0018]本發(fā)明提出的一種高強阻燃耐水尼龍管材，其原料按重量份包括以下組分:尼龍12100份、尼龍6660份、聚苯醚20份、聚乳酸25份、環(huán)氧樹脂5份、乙烯-丙烯酸酯-馬來酸酐三元共聚物8份、納米碳酸鈣3份、納米氧化鋅10份、納米二氧化鈦3份、滑石粉8份、氮化硼2份、納米蒙脫土 8份、改性碳納米管2份、硼酸鎂晶須15份、氯化鈣1份、玄武巖纖維粉10份、乙撐雙硬脂酸酰胺0.5份、硅烷偶聯(lián)劑5份、三(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸酯0.5份、阻燃劑12份、琥珀酸單甘油酯2份；
[0019]其中，所述阻燃劑其原料按重量份包括:溴化聚苯乙烯25份、水滑石10份、三聚氰胺氰尿酸鹽10份、三聚氰胺聚磷酸鹽5份、聚氨酯10份、氫氧化鎂1份、酚醛樹脂10份、雙(4-羧基苯基)苯基氧化膦5份。
[0020]實施例2
[0021]本發(fā)明提出的一種高強阻燃耐水尼龍管材，其原料按重量份包括以下組分:尼龍12150份、尼龍6640份、聚苯醚35份、聚乳酸10份、環(huán)氧樹脂15份、乙烯-丙烯酸酯-馬來酸酐三元共聚物3份、納米碳酸鈣10份、納米氧化鋅2份、納米二氧化鈦10份、滑石粉3份、氮化硼8份、納米蒙脫土 2份、改性碳納米管10份、硼酸鎂晶須3份、氯化鈣5份、玄武巖纖維粉2份、乙撐雙硬脂酸酰胺1.5份、硅烷偶聯(lián)劑KH-1083份、三(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸酯2份、阻燃劑5份、琥珀酸單甘油酯8份；
[0022]其中，所述阻燃劑其原料按重量份包括:溴化聚苯乙烯10份、水滑石25份、三聚氰胺氰尿酸鹽2份、三聚氰胺聚磷酸鹽20份、聚氨酯2份、氫氧化鎂5份、酚醛樹脂2份、雙(4-羧基苯基)苯基氧化膦15份。
[0023]實施例3
[0024]本發(fā)明提出的一種高強阻燃耐水尼龍管材，其原料按重量份包括以下組分:尼龍12128份、尼龍6655份、聚苯醚29份、聚乳酸21份、酚醛環(huán)氧樹脂10份、乙烯-丙烯酸酯-馬來酸酐三元共聚物6.2份、納米碳酸鈣6份、納米氧化鋅6份、納米二氧化鈦6.2份、滑石粉6份、氮化硼5.3份、納米蒙脫土 6份、改性碳納米管6.3份、硼酸鎂晶須12份、氯化鈣3.2份、玄武巖纖維粉7份、乙撐雙硬脂酸酰胺0.9份、硅烷偶聯(lián)劑KH-5512份、硅烷偶聯(lián)劑KH-5521份、硅烷偶聯(lián)劑KH-5601份、三(2，4_二叔丁基苯基)亞磷酸酯1.2份、阻燃劑11份、琥珀酸單甘油酯
5.3份；
[0025]其中，所述