CN112724668B - 一种聚酰胺树脂组合物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚酰胺树脂组合物，按重量份计，包括以下组分：宽分子量分布聚酰胺树脂100份；表面改性的炭黑0.1‑2份；宽分子量分布聚酰胺树脂的分子量分布指数为1.8‑2.4，并且宽分子量分布聚酰胺树脂的重均分子量在16000‑21000的范围内。本发明通过选用具有特定宽分子量分布的聚酰胺树脂，能够得到高光黑（高表面光泽度）、高透光的聚酰胺组合物，适用于激光焊接。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，特别是涉及一种聚酰胺树脂组合物及其制备方法和应用。
背景技术
由于对汽车内饰件的外观要求越来越高，高光黑产品在汽车内饰，尤其是装饰件上应用越来越广泛。其中高光黑尼龙收到越来越多的关注。CN109825077A中报道了一种耐热免喷涂高光尼龙材料及其制备方法，其中以半芳香族尼龙为主要原材料，通过加入玻璃微珠、润滑剂、光亮剂实现高光免喷涂效果。CN 104629348 B则报道了采用聚合物包覆特殊效果粉微球实现特殊美学效果的免喷涂尼龙。但是，不论是添加玻璃微珠、粉微球都会在一定程度上降低材料的透光率。
本领域技术人员知晓，在实际使用过程中，具有良好透光率的免喷涂材料可以通过激光焊接的方式实现更加快捷美观度装配效果。但是，现有技术中，没有同时具有高黑光、高透光的聚酰胺组合物的报道和产品。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种聚酰胺树脂组合物，同时具有高光黑（高表面光泽度）、高透光的优点，适用于激光焊接。
本发明的另一目的在于，提供上述聚酰胺树脂的制备方法和应用。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种聚酰胺树脂组合物，按重量份计，包括以下组分：
宽分子量分布聚酰胺树脂 100份；
表面改性的炭黑 0.1-2份；
宽分子量分布聚酰胺树脂的分子量分布指数（MWD）为1.8-2.4，并且宽分子量分布聚酰胺树脂的重均分子量在16000-21000的范围内。
如果重均分子量过低、分子量分布指数太大，虽然也能够得到高透光率、高表面光泽度，但是其他性能差。
优选的，所述的分子量分布指数为1.9~2.3。
所述的表面改性的炭黑的平均粒径范围是5-10微米。
所述的表面改性的炭黑是表面经过氧化的炭黑，表面含有—COOH基团。
所述的宽分子量分布聚酰胺树脂选自PA6、 PA66、 PA10、 PA12、 PA11、PA610，PA1010、 PA1212中的至少一种。
优选的，所述的宽分子量分布聚酰胺树脂选自PA66。
按重量份计，还包括0-1份的抗氧剂；所述的抗氧剂选自四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸、三（2，4-二叔丁级苯级）亚磷酸酯、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。
宽分子量分布聚酰胺树脂可以是自制产品，也可以向其他厂商购买。本发明实施例和对比例所采用的宽分子量分布聚酰胺树脂是通过采用分子断链剂将断链前的聚酰胺树脂断链得到。制备方法如下：
本发明的聚酰胺树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：按照配比称量断链前的聚酰胺树脂，以宽分子量分布聚酰胺树脂的总重量计，加入0.1-0.5份的分子断链剂；混合均匀后通过螺杆挤出机，挤出造粒，螺杆温度范围是250℃~280℃；再与表面改性的炭黑、抗氧剂熔融共混，得到聚酰胺树脂组合物，无抗氧剂则不添加。
上述方法中，主要是通过控制螺杆温度、分子断链剂的添加量来控制最终的聚酰胺分子量分布情况。
表面改性的炭黑与断链前的聚酰胺树脂共混后进行双螺杆挤出机挤出。
所述的分子断链剂选自过氧化叔丁基TBHP、过氧化二叔丁基DTBP、过氧化二异丙苯DCP、2.5-双(叔丁基过氧基)己烷DBPH、2.5-二甲基2.5-双(叔丁基过氧基)己烷DBPMH、二(1.1-二甲基丙基)过氧化物DTAP，也可以是含有上述分子断链剂的母粒；
所述断链前的聚酰胺树脂的重均分子量范围可以是24000~32000。
本发明的聚酰胺树脂组合物的应用，用于制备激光焊接制件。
本发明具有如下有益效果
通过实验发现，虽然断链前后的聚酰胺树脂的透光率变化不明显，但是加入炭黑后，断链后的特定宽分子量分布的聚酰胺具有高光黑（高表面光泽度）、高透光率的技术优势。进一步的，本发明意外的发现，当采用炭黑与聚酰胺树脂一同经历断链的过程，能够进一步提升高黑光、高透光率。适用于制备激光焊接制件。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例与对比例所用原材料如下：
断链前的聚酰胺树脂：
PA66：重均分子量为28000，牌号EPR27。
PA6：重均分子量为27000，牌号M2400。
PA1010：重均分子量为27000，牌号PA1010 1S XE 4224。
分子断链剂：尼龙专用助剂Chem Cord CF-201。
表面改性的炭黑： Raven 1255，粒径21纳米。
普通炭黑：600L；
抗氧剂：1010/168复配，复配比1:1。
实施例1-4/6/7和对比例聚酰胺树脂组合物的制备方法：将断链前的聚酰胺树脂、分子断链剂（对比例1无分子断链剂）混合均匀后通过螺杆挤出机，挤出造粒，螺杆温度范围是250℃~280℃；再与表面改性的炭黑（或普通炭黑）、抗氧剂熔融共混，得到聚酰胺树脂组合物。
实施例5聚酰胺树脂组合物的制备方法：将断链前的聚酰胺树脂、分子断链剂、表面改性的炭黑、抗氧剂混合均匀后通过螺杆挤出机，挤出造粒，螺杆温度范围是250℃~280℃，得到聚酰胺树脂组合物。
各项测试方法：
先将聚酰胺树脂组合物注塑100*100*3mm方板，根据相关标准进行测试方板的光泽度、黑度。
（1）光泽度：采用光泽度仪测试方板表面的光泽度；
（2）透光率：采用分光光度计测试透光率。
（3）聚酰胺重均分子量和分子量分布指数（MWD）测试：采用GPC方法测试聚酰胺分子量及分子量分布指数。
表1：实施例聚酰胺树脂组合物各组分含量（重量份）及测试结果
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | |
| 聚酰胺树脂种类 | PA66 | PA66 | PA66 | PA66 | PA66 | PA6 | PA1010 |
| 聚酰胺树脂含量 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 断链剂的添加量 | 0.20 | 0.17 | 0.22 | 0.22 | 0.18 | 0.18 | 0.20 |
| 表面改性的炭黑含量 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 抗氧剂 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| 重均分子量 | 18300 | 20400 | 17000 | 16800 | 19500 | 19100 | 20800 |
| MWD | 2.0 | 1.8 | 2.3 | 2.2 | 2.1 | 1.9 | 1.8 |
| 光泽度，（60°方向，度） | 95 | 94 | 96 | 97 | 96 | 93 | 94 |
| 透光率，% | 40 | 38 | 42 | 41 | 40 | 39 | 38 |
由实施例2/6/7可知，聚酰胺树脂种类优选PA66。
表2：对比例聚酰胺树脂组合物各组分含量（重量份）及测试结果
| 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | |
| 聚酰胺树脂种类 | PA66 | PA66 | PA66 |
| 聚酰胺树脂含量 | 100 | 100 | 100 |
| 断链剂的添加量 | 0 | 0.1 | 0.20 |
| 表面改性的炭黑含量 | 1 | 1 | 0 |
| 普通炭黑 | 0 | 0 | 1 |
| 抗氧剂 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| 重均分子量 | 28000 | 23800 | 19000 |
| MWD | 1.3 | 1.5 | 1.8 |
| 光泽度，（60°方向，度） | 80 | 83 | 89 |
| 透光率，% | 22 | 30 | 31 |
由对比例1/2可知，重均分子量过高、分子量分布太窄，都会导致光泽度、透光率的下降。
由对比例3可知，采用普通的炭黑，光泽度不超过90度，透光率也低于本发明技术方案。
Claims (7)
1.一种聚酰胺树脂组合物，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：
宽分子量分布聚酰胺树脂 100份；
表面改性的炭黑 0.1-2份；
抗氧剂 0-1份；
宽分子量分布聚酰胺树脂的分子量分布指数为1.8~2.4，并且宽分子量分布聚酰胺树脂的重均分子量在16000-21000的范围内；
所述的表面改性的炭黑为Raven 1255；
聚酰胺树脂组合物的制备方法为以下两种方法的任意一种：
第一种方法，包括以下步骤：按照配比称量断链前的聚酰胺树脂，以宽分子量分布聚酰胺树脂的总重量计，加入0.1-0.5份的分子断链剂Chem Cord CF-201；混合均匀后通过螺杆挤出机挤出造粒，螺杆温度范围是250℃~280℃；再与表面改性的炭黑熔融、抗氧剂共混，得到聚酰胺树脂组合物；
第二种方法，将断链前的聚酰胺树脂、表面改性炭黑、抗氧剂、和以宽分子量分布聚酰胺树脂的总重量计0.1-0.5份的分子断链剂Chem Cord CF-201混合均匀后通过螺杆挤出机挤出造粒，螺杆温度范围是250-280℃，得到聚酰胺树脂组合物。
2.根据权利要求1所述的聚酰胺树脂组合物，其特征在于，所述的分子量分布指数为1.9~2.3。
3. 根据权利要求1所述的聚酰胺树脂组合物，其特征在于，所述的宽分子量分布聚酰胺树脂选自PA6、 PA66、 PA10、 PA12、 PA11、PA610，PA1010、 PA1212中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的聚酰胺树脂组合物，其特征在于，所述的宽分子量分布聚酰胺树脂选自PA66。
5.根据权利要求1所述的聚酰胺树脂组合物，其特征在于，所述的抗氧剂选自四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的聚酰胺树脂组合物，其特征在于，所述断链前的聚酰胺树脂的重均分子量范围是24000~32000。
7.权利要求1-5任一项所述的聚酰胺树脂组合物的应用，其特征在于，用于制备激光焊接制件。
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