CN104559152A - 超支化聚酯在pa6中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超支化聚酯，具体涉及一种超支化聚酯在PA6中的应用。所述的应用包括以下步骤：(1)将端羟基超支化聚酯进行干燥；(2)将纯PA6进行干燥；(3)将步骤(1)得到的端羟基超支化聚酯与步骤(2)得到的纯PA6混合均匀；(4)将步骤(3)得到的混匀后的端羟基超支化聚酯和纯PA6采用双螺杆挤出机造粒，干燥，得改性PA6产品。本发明所述的应用能显著降低PA6的熔体黏度，并改善其物理性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种超支化聚酯，具体涉及一种超支化聚酯在PA6中的应用。
背景技术
PA6具有良好的耐化学，机械和耐热性能，是公认的性价比最佳的工程塑料。它被广泛地应用在电子，消费产品和工程部件上。但高的吸水率，是由于PA6分子内的酰胺基团的极性造成的，这会引起尺寸稳定性较差，产品的模量和屈服应力的降低，并在低温下有较低的刚性等等，因此限制了PA6可能应用领域。此外，PA6的熔融加工过程中，热降解在超过260℃温度中发生，这将影响产品的性能。该PA6的改性已经通过共混，共聚，填充填料或增强纤维等进行，生产一个更强大和更严格的材料。特别是在过去几十年PA6纳米复合材料已经广泛被利用。
PA6的熔融加工过程中，热降解在超过260℃温度中发生，这将影响产品的性能。加工能耗较高，添加玻纤的PA6的流动性较差，分散不是很均匀，其他种类型的加工助剂降低其力学性能，并且其他的加工助剂分解温度较低，一般抵挡不住PA6如此高的温度。现有技术中，大多采用添加无机填料的方法来改善PA6性能，但是多种无机填料的添加，降低了熔体流动速率，不利于成型及纤维复合材料的浸润。
超支化聚合物(HBP)具有类树型的结构(树状结构)，类似于树枝状聚合物，在物理性能上具备着树枝状聚合物相同的优点，另外，其合成和纯化的成本相对于树枝状聚合物低。超支化聚合物具有良好的溶解性，较低的熔体粘度，并且相对于线性聚合物表面官能团密度极高。这些因素使HBP在共混物应用中更具吸引力，它的结构特点使它在提高共混物的物性上具有很大的潜力，如加工性、结晶行为、机械性能等。如何将超支化聚合物应用到PA6中，解决PA6加工温度高，加入玻纤的PA6的流动性差、分散不均匀，是目前面临的最主要的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种超支化聚酯在PA6中的应用，解决PA6加工温度和电机电流较高，熔体黏度相对较大，较低温度难于加工塑化成型，较高温度下容易热降解，表面硬度较高，光亮度不足，玻纤分散不均匀的情况。
本发明所述的超支化聚酯在PA6中的应用，将端羟基超支化聚酯与纯PA6混合均匀，挤出造粒，得改性PA6产品。
所述的超支化聚酯在PA6中的应用，包括以下步骤：
(1)将端羟基超支化聚酯进行干燥；
(2)将纯PA6进行干燥；
(3)将步骤(1)得到的端羟基超支化聚酯与步骤(2)得到的纯PA6混合均匀；
(4)将步骤(3)得到的混匀后的端羟基超支化聚酯和纯PA6采用双螺杆挤出机造粒，干燥，得改性PA6产品。
优选为以下步骤：
(1)将端羟基超支化聚酯室温真空烘箱干燥5小时，放于干燥密封空间保存；
(2)将纯PA6放于110℃鼓风烘箱温中干燥6小时，放于干燥密封空间冷却到室温；
(3)PA6和端羟基超支化聚酯放于高速混合机中混合3min，然后导入密封干燥的下料斗中备用；
(4)将双螺杆挤出机10个控温区加热到215℃，预热1小时后，下料挤出造粒；
(5)然后将造出粒子放于110℃鼓风烘箱温中干燥6小时。
其中，
端羟基超支化聚酯为端羟基脂肪族超支化聚酯。
端羟基超支化聚酯为Boltorn系列产品或Hybrane系列产品中的一种。优选为Bolton系列产品。端羟基超支化聚酯更优选为Boltorn H20，其热分解温度在290℃以上。端羟基超支化聚酯的用量为纯PA6质量的0.5％-10％。
端羟基超支化聚酯的用量优选为纯PA6质量的0.5％-5％。
步骤(4)中，双螺杆挤出机存在10个控温区，每个控温区的加工温度均为215-230℃。每个控温区的加工温度优选为230℃。
步骤(4)中采用双螺杆挤出机造粒时，还加入长玻纤，长玻纤的加入量为纯PA6质量的10-50％；长玻纤在双螺杆挤出机的第四控温区加入。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)PA6和端羟基超支化聚酯的熔融共混物通过双螺杆挤出机来制备。端羟基超支化聚酯添加到PA6基质中可以降低PA6的有效的熔体粘度，即降低加工温度和热降解，较低的加工温度即能够实现较高的熔融流动性。所得到的改性PA6的屈服强度，拉伸模量，缺口悬臂梁式冲击强度和弯曲强度的同时提高。
(2)端羟基超支化聚酯的热分解温度在290℃以上，PA6较高的加工温度不会引起端羟基超支化聚酯分解。在PA6添加长玻纤的体系当中，也同样表现出相同的特性：提高力学性能，拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量、缺口悬臂梁式冲击强度，降低双螺杆的加工过程中的熔体压力和电机电流，提高流动性，以及玻纤增强PA6的表面光滑度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例中用到的所有原料除特殊说明外，均为市购。
性能测试标准：
拉伸强度：GB/T 1040-2006
断裂伸长率：GB/T 1040-2006
弯曲强度：GB/T 1040-2008
弯曲模量：GB/T 1040-2008
冲击强度：GB/T 1843-2008
熔指(230℃/2.16kg)：GB3682-2000
实施例1
(1)将端羟基超支化聚酯Boltorn H20室温真空烘箱干燥5小时，放于干燥密封空间保存；
(2)将纯PA6放于110℃鼓风烘箱温中干燥6小时，放于干燥密封空间冷却到室温；
(3)将步骤(1)得到的干燥好的端羟基超支化聚酯Boltorn H20与步骤(2)得到的干燥好的纯PA6放于高速混合机中混合3min，然后导入密封干燥的下料斗中备用；
(4)将双螺杆挤出机10个控温区加热到230℃，预热1小时后，下料挤出造粒；
(5)然后将造出粒子放于110℃鼓风烘箱温中干燥6小时，即得PA6/端羟基超支化聚酯粒子。
其中，端羟基超支化聚酯Boltorn H20的质量为纯PA6质量的1％。
实施例2-4
实施例2-4条件与实施例1相同，唯一的不同点：是实施例2-4中端羟基超支化聚酯BoltornH20的质量分别为纯PA6质量2％，5％和10％。
对实施例1-4制备得到的PA6/端羟基超支化聚酯粒子与普通市购的纯PA6进行物理性能测试，测试结果见表1。
表1实施例1-4制备得到的PA6/端羟基超支化聚酯与纯PA6的物理性能
| 测试项目 | 纯PA6 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 拉伸强度MPa | 67.554 | 71.037 | 70 | 68.765 | 71.697 |
| 断裂伸长率％ | 55.727 | 56.989 | 54.98 | 55.87 | 44.967 |
| 弯曲强度MPa | 74.47 | 79.18 | 76.69 | 75.7365 | 74.729 |
| 弯曲模量MPa | 2031.2 | 2214.64 | 2146.85 | 2152.74 | 2124.754 |
| 冲击强度kJ/m2 | 2.64 | 2.73 | 2.775 | 2.935 | 2.876 |
| 熔指g/10min | 18 | 20 | 25 | 31 | 40 |
实施例5
(1)将端羟基超支化聚酯Boltorn H20室温真空烘箱干燥5小时，放于干燥密封空间保存；
(2)将纯PA6和长玻纤放于110℃鼓风烘箱温中干燥6小时，放于干燥密封空间冷却到室温；
(3)将步骤(1)得到的干燥好的端羟基超支化聚酯Boltorn H20与步骤(2)得到的干燥好的纯PA6放于高速混合机中混合3min，然后导入密封干燥的下料斗中备用；
(4)将双螺杆挤出机10个控温区加热到230℃，预热1小时后，下料挤出造粒；长玻纤于双螺杆挤出机的第四区加入，长玻纤的加入量为纯PA6质量的25％；
(5)然后将造出粒子放于110℃鼓风烘箱温中干燥6小时，即得长玻纤增强PA6/端羟基超支化聚酯粒子。
其中，端羟基超支化聚酯Boltorn H20的质量为纯PA6质量的1％。
实施例6-8
实施例6-8条件与实施例5相同，唯一的不同点：是实施例6-8中端羟基超支化聚酯BoltornH20的质量分别为纯PA6质量2％，5％和10％。
对实施例6-8制备得到的PA6/端羟基超支化聚酯粒子与普通市购的长玻纤增强PA6进行物理性能测试，测试结果见表2。
表2实施例5-8制备得到的长玻纤增强PA6/端羟基超支化聚酯与长玻纤增强PA6的物理性能
| 测试项目 | 长玻纤增强PA6 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 |
| 拉伸强度MPa | 114.03 | 120.73 | 125.53 | 138.06 | 155.01 |
| 断裂伸长率％ | 3.92 | 4.01 | 4.55 | 5.21 | 5.51 |
| 弯曲强度MPa | 152.08 | 154.69 | 162.75 | 166.40 | 170.98 |
| 弯曲模量MPa | 5141.75 | 5259.01 | 5743.81 | 5904.32 | 6231.33 |
| 冲击强度kJ/m2 | 5.89 | 6.95 | 7.25 | 7.28 | 7.55 |
| 熔指g/10min | 10 | 11.2 | 13.2 | 15.4 | 17.6 |
Claims (9)
1.一种超支化聚酯在PA6中的应用，其特征在于：将端羟基超支化聚酯与纯PA6混合均匀，挤出造粒，得改性PA6产品。
2.根据权利要求1所述的超支化聚酯在PA6中的应用，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将端羟基超支化聚酯进行干燥；
(2)将纯PA6进行干燥；
(3)将步骤(1)得到的端羟基超支化聚酯与步骤(2)得到的纯PA6混合均匀；
(4)将步骤(3)得到的混匀后的端羟基超支化聚酯和纯PA6采用双螺杆挤出机造粒，干燥，得改性PA6产品。
3.根据权利要求1或2所述的超支化聚酯在PA6中的应用，其特征在于：端羟基超支化聚酯为端羟基脂肪族超支化聚酯。
4.根据权利要求3所述的超支化聚酯在PA6中的应用，其特征在于：端羟基超支化聚酯为Boltorn系列产品或Hybrane系列产品中的一种。
5.根据权利要求1所述的超支化聚酯在PA6中的应用，其特征在于：端羟基超支化聚酯的用量为纯PA6质量的0.5％-10％。
6.根据权利要求5所述的超支化聚酯在PA6中的应用，其特征在于：端羟基超支化聚酯的用量为纯PA6质量的0.5％-5％。
7.根据权利要求2所述的超支化聚酯在PA6中的应用，其特征在于：步骤(4)中，双螺杆挤出机存在10个控温区，每个控温区的加工温度均为215-230℃。
8.根据权利要求7所述的超支化聚酯在PA6中的应用，其特征在于：步骤(4)中，双螺杆挤出机存在10个控温区，每个控温区的加工温度均为230℃。
9.根据权利要求2所述的超支化聚酯在PA6中的应用，其特征在于：步骤(4)中采用双螺杆挤出机造粒时，还加入长玻纤，长玻纤的加入量为纯PA6质量的10-50％；长玻纤在双螺杆挤出机的第四控温区加入。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150429 |