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CN105949765B - 一种尼龙合金塑料管材及其制备工艺 - Google Patents

一种尼龙合金塑料管材及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种尼龙合金塑料管材及其制备工艺，制备原料为：PA66、PA610、PA1010、PA12、阻燃剂、润滑剂、防水剂、抗氧化剂；制备工艺包括：准确称量原料树脂，然后进行烘干处理；将经过烘干处理的原料树脂进行混炼，再加入阻燃剂、润滑剂、防水剂、抗氧化剂，得混合熔融料；对混合熔融料自料斗挤出，在机头口模处成型后成连续体被螺杆挤至机外，经冷却、定径、牵引、拉伸，即得。本发明制备的尼龙合金塑料管材具有优异的抗水性能、抗收缩性、润滑性、高压承受能力和热稳定性能。

Description

一种尼龙合金塑料管材及其制备工艺
技术领域
本发明涉及聚酰胺的组合物领域，具体涉及一种尼龙合金塑料管材及其制备工艺。
背景技术
尼龙(PA)，又名聚酰胺，是分子主链上含有重复酰胺基团—[NHCO]—的热塑性树脂总称，包括脂肪族PA，脂肪-芳香族PA和芳香族PA。采用尼龙材料制备的塑料管材具有优秀的耐磨性、耐热性、机械强度、弹性、韧性和耐弯曲疲劳性能。但是由于聚酰胺分子结构的特点，使得其亲水性较强，具有较高的水蒸气敏感性，应用前必需对其进行干燥处理，限制了尼龙管材的应用范围，而且尼龙材料的收缩性大，润滑性能较差，承受高压能力较低，且热稳定性较差，若不对尼龙管材改性，则使得尼龙材料由于其较强的吸湿性，导致尼龙管材的强度、韧性等机械强度逐渐下降，不能满足工业需要，使用寿命减短。因此，需要对尼龙管材进行改性处理，以满足市场需求，扩大尼龙材料的应用领域和市场占有率。
塑料合金是利用物理共混或化学接枝的方法而获得的高性能、功能化、专用化的一类新材料，它能改善或提高现有塑料的性能并降低成本，已成为塑料工业中最为活跃的品种之一。
中国专利CN200510025568.X公开了一种无卤阻燃尼龙6和尼龙66合金，它有混合物组成，其重量配比组成为：尼龙630-65，尼龙6630-65，阻燃剂A0.1-15％，阻燃剂B0.1-15％，成炭剂0.1-2％，抗氧剂0.1-1％，抗紫外剂0.1-1％。但是该专利中由于尼龙6和尼龙66的耐热性差异较大，并且尼龙6的粘度较大，很难进行挤压熔融，且对机器磨损较大，因此采用该专利的制备方法无法制备出性能良好的尼龙合金。
中国专利CN201510124684.0公开了一种丁腈橡胶/尼龙66合金，属于机械共混高分子材料，尤其是以尼龙66改性丁腈橡胶的高分子材料。但是该专利中丁腈橡胶和尼龙的相容性差，尽管添加了相容剂，仍然无法控制合金材料的均一性。
因此，需要对尼龙材料进行改性，以提高尼龙管材的抗水性能、抗收缩性、润滑性、高压承受能力和热稳定性能。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种尼龙合金塑料管材及其制备工艺，通过制备尼龙合金塑料管材，有效改善尼龙管材的抗水性能、抗收缩性、润滑性、高压承受能力和热稳定性能。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：
一种尼龙合金塑料管材，其特征在于，制备尼龙合金塑料管材的原料及其重量百分数为：PA66、30％～45％，PA610、15％～25％，PA1010、15％～25％，PA12、15％～25％，阻燃剂、0.05％～2％，润滑剂、0.1％～1％，防水剂、0.5％～2％，抗氧化剂、0.05％～1％。
进一步地，阻燃剂为三硫化二锑、氢氧化镁、硬脂酸镁、聚磷酸铵、聚硼硅氧烷的任一种或多种。
进一步地，润滑剂为炭黑、石墨、高岭土、滑石粉、石膏粉的任一种或多种。
进一步地，防水剂为氢氧化铝、聚硅氧烷、氯化钙、蒙脱土、硬脂酸钙的任一种或多种。
进一步地，抗氧化剂为氧化锌、二氧化钛、二苯胺、2,6-二叔丁基-1-甲氧基对苯酚、亚磷酸酯的任一种或多种。
本发明的另一发明目的，在于提供一种上述尼龙合金塑料管材的制备工艺，包括以下步骤：
步骤A，备料：按照重量百分数，准确称量原料树脂PA66、PA610、PA1010、PA12，然后在50℃～55℃的温度条件下进行烘干处理；
步骤B，混料：将经过烘干处理的原料树脂PA66、PA610、PA1010、PA12进行混炼处理，再加入所述重量百分数的阻燃剂、润滑剂、防水剂、抗氧化剂，搅拌均匀，得混合熔融料；
步骤C，挤出成型：对混合熔融料降温至40℃自螺杆挤出机料斗挤出，在螺杆挤出机机头口模处成型后成连续体被螺杆挤至机外，经冷却、定径、牵引、拉伸，即得所制尼龙合金塑料管材。
进一步地，步骤A中，烘干处理为：烘干至原料树脂的含水率≤0.1％。
进一步地，步骤B中，混炼处理为：混炼至原料树脂混料的粘度为40mPa·s～60mPa·s。
进一步地，步骤B中，混合熔融料的粘度为20mPa·s～30mPa·s。
进一步地，步骤C中，挤出成型的工艺参数为：挤出机从料斗到口模的温度分别设定为：40℃/235℃～240℃/235℃～240℃/240℃～245℃/240℃～245℃/245℃～250℃/250℃～255℃/248℃～252℃，螺杆转速为55r/min～60r/min。
本发明的优点是：
1.本发明制备的尼龙合金塑料管材，有效改善尼龙管材的抗水性能、抗收缩性、润滑性、高压承受能力和热稳定性能；
2.本发明采用PA66、PA610、PA1010、PA12制备尼龙合金，由于相容性良好，粘度、摩擦性适中，非常适用于塑料管材的挤出工艺，制备的尼龙管材表面光滑、缺陷少；
3.本发明采用的制备方法工艺易操作、适宜大规模工业化量产。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
一种尼龙合金塑料管材，其特征在于，制备尼龙合金塑料管材的原料及其重量百分数为：PA66、30％，PA610、25％，PA1010、25％，PA12、18.4％，阻燃剂、0.05％，润滑剂、1％，防水剂、0.5％，抗氧化剂、0.05％。
其中阻燃剂为三硫化二锑。润滑剂为炭黑和石膏粉按照2：1的质量比混合而成的混合物。防水剂为聚硅氧烷。抗氧化剂为2,6-二叔丁基-1-甲氧基对苯酚。
实施例2
一种尼龙合金塑料管材，其特征在于，制备尼龙合金塑料管材的原料及其重量百分数为：PA66、45％，PA610、15％，PA1010、15％，PA12、19.9％，阻燃剂、2％，润滑剂、0.1％，防水剂、2％，抗氧化剂、1％。
其中阻燃剂为氢氧化镁和硬脂酸镁以1：1的质量比混合而成的混合物。润滑剂为石墨、高岭土、滑石粉按照1：1：1的质量比混合而成的混合物。防水剂为聚硅氧烷和硬脂酸钙按照2：1的质量比混合而成的混合物。抗氧化剂为二氧化钛和亚磷酸酯按照1：1的质量比混合而成的混合物。
实施例3
一种尼龙合金塑料管材，其特征在于，制备尼龙合金塑料管材的原料及其重量百分数为：PA66、38％，PA610、22％，PA1010、22％，PA12、15％，阻燃剂、1％，润滑剂、0.5％，防水剂、1％，抗氧化剂、0.5％。
其中阻燃剂为聚磷酸铵和聚硼硅氧烷以1：2的质量比混合而成的混合物。润滑剂为炭黑。防水剂为氢氧化铝、氯化钙、蒙脱土按照1：1：1的质量比混合而成的混合物。抗氧化剂为氧化锌和二苯胺按照1：1的质量比混合而成的混合物。
实施例4
一种尼龙合金塑料管材，其特征在于，制备尼龙合金塑料管材的原料及其重量百分数为：PA66、33％，PA610、16％，PA1010、22％，PA12、25％，阻燃剂、1.5％，润滑剂、0.8％，防水剂、1.2％，抗氧化剂、0.5％。
其中阻燃剂为三硫化二锑、硬脂酸镁、聚硼硅氧烷以质量比为1：1：1混合而成的混合物。润滑剂为石墨和滑石粉按照1：2的质量比混合而成的混合物。防水剂为氢氧化铝和氯化钙按照1：1的质量比混合而成的混合物。抗氧化剂为二氧化钛和2,6-二叔丁基-1-甲氧基对苯酚按照1：1的质量比混合而成的混合物。
实施例5
一种尼龙合金塑料管材的制备工艺，包括以下步骤：
步骤A，备料：按照重量百分数，准确称量原料树脂PA66、PA610、PA1010、PA12，然后在50℃的温度条件下进行烘干处理，烘干至原料树脂的含水率为0.1％；
步骤B，混料：将经过烘干处理的原料树脂PA66、PA610、PA1010、PA12进行混炼处理，至原料树脂混料的粘度为40mPa·s，再加入所述重量百分数的阻燃剂、润滑剂、防水剂、抗氧化剂，搅拌均匀，得粘度为20mPa·s的混合熔融料；
步骤C，挤出成型：对混合熔融料降温至40℃自螺杆挤出机料斗挤出，在螺杆挤出机机头口模处成型后成连续体被螺杆挤至机外，挤出机从料斗到口模的温度分别设定为：40℃/235℃/235℃/240℃/240℃/245℃/250℃/248℃，螺杆转速为55r/min，经冷却、定径、牵引、拉伸，即得所制尼龙合金塑料管材。
实施例6
一种尼龙合金塑料管材的制备工艺，包括以下步骤：
步骤A，备料：按照重量百分数，准确称量原料树脂PA66、PA610、PA1010、PA12，然后在55℃的温度条件下进行烘干处理，烘干至原料树脂的含水率为0.03％；
步骤B，混料：将经过烘干处理的原料树脂PA66、PA610、PA1010、PA12进行混炼处理，至原料树脂混料的粘度为60mPa·s，再加入所述重量百分数的阻燃剂、润滑剂、防水剂、抗氧化剂，搅拌均匀，得粘度为30mPa·s的混合熔融料；
步骤C，挤出成型：对混合熔融料降温至40℃自螺杆挤出机料斗挤出，在螺杆挤出机机头口模处成型后成连续体被螺杆挤至机外，挤出机从料斗到口模的温度分别设定为：40℃/240℃/240℃/245℃/245℃/250℃/255℃/252℃，螺杆转速为60r/min，经冷却、定径、牵引、拉伸，即得所制尼龙合金塑料管材。
实施例7
一种尼龙合金塑料管材的制备工艺，包括以下步骤：
步骤A，备料：按照重量百分数，准确称量原料树脂PA66、PA610、PA1010、PA12，然后在53℃的温度条件下进行烘干处理，烘干至原料树脂的含水率为0.05％；
步骤B，混料：将经过烘干处理的原料树脂PA66、PA610、PA1010、PA12进行混炼处理，至原料树脂混料的粘度为50mPa·s，再加入所述重量百分数的阻燃剂、润滑剂、防水剂、抗氧化剂，搅拌均匀，得粘度为25mPa·s的混合熔融料；
步骤C，挤出成型：对混合熔融料降温至40℃自螺杆挤出机料斗挤出，在螺杆挤出机机头口模处成型后成连续体被螺杆挤至机外，挤出机从料斗到口模的温度分别设定为：40℃/237℃/237℃/242℃/242℃/247℃/253℃/250℃，螺杆转速为57r/min，经冷却、定径、牵引、拉伸，即得所制尼龙合金塑料管材。
实验例1
对实施例1～7所制的尼龙合金塑料管材的性能进行测试，测试结果如表1所示。
其中吸水性根据GB/T1034-2008测试。纵向回缩率根据GB6671.3测试，测试温度为(110±2)℃。拉伸屈服强度根据GB/T1040.2-2006测试。润滑性根据GB3960-83测试样品的摩擦系数。压力循环试验根据GB/T1899.2-2003测试。氧指数根据GB/T2406.1-2008测试塑料管材样品的阻燃性能。热稳定性采用差热分析法，测试塑料管材样品在210℃的高温氧气中的加速老化，以氧化诱导期(OIT)(min)为指标。脆化温度根据GB5470-2008测试。
表1尼龙合金塑料管材的性能测试结果
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种尼龙合金塑料管材，其特征在于，制备所述尼龙合金塑料管材的原料及其重量百分数为：PA66、30％～45％，PA610、15％～25％，PA1010、15％～25％，PA12、15％～25％，阻燃剂、0.05％～2％，润滑剂、0.1％～1％，防水剂、0.5％～2％，抗氧化剂、0.05％～1％；所述阻燃剂为三硫化二锑、氢氧化镁、硬脂酸镁、聚磷酸铵、聚硼硅氧烷的任一种或多种；所述润滑剂为炭黑、石墨、高岭土、滑石粉、石膏粉的任一种或多种；所述防水剂为氢氧化铝、聚硅氧烷、氯化钙、蒙脱土、硬脂酸钙的任一种或多种；所述抗氧化剂为氧化锌、二氧化钛、二苯胺、2,6-二叔丁基-1-甲氧基对苯酚、亚磷酸酯的任一种或多种。
2.一种如权利要求1所述的尼龙合金塑料管材的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A，备料：按照重量百分数，准确称量原料树脂PA66、PA610、PA1010、PA12，然后在50℃～55℃的温度条件下进行烘干处理；
步骤B，混料：将经过烘干处理的原料树脂PA66、PA610、PA1010、PA12进行混炼处理，再加入所述重量百分数的阻燃剂、润滑剂、防水剂、抗氧化剂，搅拌均匀，得混合熔融料；
步骤C，挤出成型：对混合熔融料降温至40℃自螺杆挤出机料斗挤出，在螺杆挤出机机头口模处成型后成连续体被螺杆挤至机外，经冷却、定径、牵引、拉伸，即得所制尼龙合金塑料管材。
3.根据权利要求2所述的制备工艺，其特征在于，步骤A中，所述烘干处理为：烘干至原料树脂的含水率≤0.1％。
4.根据权利要求2所述的制备工艺，其特征在于，步骤B中，所述混炼处理为：混炼至原料树脂混料的粘度为40mPa·s～60mPa·s。
5.根据权利要求2所述的制备工艺，其特征在于，步骤B中，所述混合熔融料的粘度为20mPa·s～30mPa·s。
6.根据权利要求2所述的制备工艺，其特征在于，步骤C中，所述挤出成型的工艺参数为：挤出机从料斗到口模的温度分别设定为：40℃/235℃～240℃/235℃～240℃/240℃～245℃/240℃～245℃/245℃～250℃/250℃～255℃/248℃～252℃，螺杆转速为55r/min～60r/min。
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