一種多功能助劑及其制備方法和在制備聚酰胺復(fù)合材料中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于聚酰胺復(fù)合材料的助劑領(lǐng)域，具體涉及一種多功能助劑及其制備 方法和在制備聚酰胺復(fù)合材料中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚酰胺也稱尼龍，是分子主鏈上含有酰胺基團重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的線型熱塑性聚合 物，而尼龍6、尼龍66是所有聚酰胺工程塑料中產(chǎn)量最大、用途最廣的兩類基礎(chǔ)樹脂，其具 有優(yōu)秀的機械強度、耐熱、耐油、耐弱酸、耐堿和一般溶劑、電絕緣性好、無毒、無臭、耐候等 優(yōu)點，是汽車、電器行業(yè)不可替代的高性能工程塑料，但是，由于尼龍含有極性大酰胺基團， 導(dǎo)致其具有容易吸水導(dǎo)致強度降低的缺點，因此一般情況下都需要對其進行增強以提高其 強度和耐熱老化性能，滿足各種嚴苛環(huán)境條件下的使用要求。由于增強填料和其它助劑的 加入，增強改性后的尼龍復(fù)合材料一般都會出現(xiàn)流動性變差、以及制件外觀光澤度降低等 問題，尤其當玻纖含量大于30%后，生產(chǎn)某些結(jié)構(gòu)的制件時很容易出現(xiàn)注射不滿以及制件 外觀光澤度差的情況。為了解決這些問題，或使材料具備某些特殊性能，添加各種改性助劑 成為了最簡單的手段。但是針對不同功能而加入的多種助劑會增加助劑在復(fù)合材料中的比 例，降低復(fù)合材料的力學(xué)性能，增加了制造成本，因此一種多功能助劑的開發(fā)就顯得尤為重 要。
[0003] 申請公布號為CN 104087067A(申請?zhí)枮?01410086997. 7)的中國發(fā)明專利申請 公開了一種新型熒光材料所制凹版表印熒光防偽油墨，由以下的重量百分含量的組分組 成：硝酸鋱0.2%~0· 8%、2, 4-二羥基苯甲酸0.26%~L 04%、三乙胺0· 17%~0.68%、 工業(yè)酒精36. 48%~38. 37%、聚酰胺樹脂25%~35%、正丁醇25%~35%、爽滑劑0. 5%、 抗磨損劑0. 5%。其中，將硝酸鋱、2, 4-二羥基苯甲酸和三乙胺常溫下混合在工業(yè)酒精中， 攪拌3~20分鐘，得到熒光溶液。該熒光溶液雖然能給防偽油墨帶來熒光效果，但是將該 熒光溶液應(yīng)用到聚酰胺復(fù)合材料中，無法改善聚酰胺復(fù)合材料流動性，也無法提高聚酰胺 復(fù)合材料的外觀。
[0004] 文獻"不同氧化劑氧化對乙二胺熒光性能的影響"（王少飛等，河北科技師范學(xué)院 學(xué)報，第26卷第2期，2012年6月）公開了 3種不同氧化劑對乙二胺進行氧化，并首次提出 采用過氧化氫做氧化劑，對氧化后乙二胺水溶液的熒光性質(zhì)進行系統(tǒng)研宄，結(jié)果表明，過氧 化氫氧化效果最佳，得到熒光強度最高。但是將過氧化氫氧化后的乙二胺水溶液加入到聚 酰胺復(fù)合材料中，無法改善聚酰胺復(fù)合材料流動性，也無法提高聚酰胺復(fù)合材料的外觀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供了一種多功能助劑及其制備方法和在制備聚酰胺復(fù)合材料中的應(yīng)用， 該多功能助劑具有同時改善聚酰胺復(fù)合材料流動性、提高復(fù)合材料外觀且具備與聚酰胺材 料反應(yīng)熒光著色的功能。
[0006] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0007] -種多功能助劑，由以下重量百分含量的原料制成：
[0008] 馬來酸酐 35% -50% ;
[0009] 己二胺 49.9%-64%;
[0010] 抗氧劑 0.05%-3%;
[0011] 作為優(yōu)選，所述的多功能助劑，由以下重量百分含量的原料制成：
[0012] 馬來酸酐 40% -45% ;
[0013] 己二胺 54. 9%-59%;
[0014] 抗氧劑 0. 1%-1%。
[0015] 本發(fā)明多功能助劑，采用特定含量的特定組分組合，馬來酸酐、己二胺和抗氧劑反 應(yīng)生成小分子酰胺化合物，用在聚酰胺復(fù)合材料中，能與聚酰胺中的酰胺基團交聯(lián)并反映， 不但能夠改善聚酰胺復(fù)合材料流動性、提高復(fù)合材料外觀，還能夠與聚酰胺材料反應(yīng)熒光 著色的功能。
[0016] 以重量百分含量計，所述的馬來酸酐的純度要求多99. 9%，且含水量< 0. 05%。
[0017] 以重量百分含量計，所述的己二胺的純度要求彡99. 9 %，且含水量< 0. 05 %。
[0018] 所述的抗氧劑為抗氧劑1098、抗氧劑1010當中的一種或兩種。
[0019] 所述的多功能助劑的制備方法，包括以下步驟：
[0020] 先將己二胺和抗氧劑熔融混合均勻，然后滴加熔融的馬拉酸酐，同時在滴加過程 中不斷攪拌，反應(yīng)完成后得到多功能助劑。
[0021] 在滴加熔融的馬拉酸酐，會產(chǎn)生反應(yīng)，反應(yīng)生成小分子酰胺化合物，待反應(yīng)完成 后，冷卻粉碎得到相應(yīng)產(chǎn)品，即多功能助劑。
[0022] 所述的多功能助劑在制備聚酰胺復(fù)合材料中的應(yīng)用。
[0023] 所述的聚酰胺復(fù)合材料，由以下重量百分含量的原料制成：
[0024] 聚酰胺 50% -80% ;
[0025] 多功能助劑 0.1%-10%;
[0026] 其他組分 10%-40%。
[0027] 進一步優(yōu)選，所述的聚酰胺復(fù)合材料，由以下重量百分含量的原料制成：
[0028]
[0029] 所述的聚酰胺復(fù)合材料的制備方法，包括：
[0030] 將聚酰胺、復(fù)合抗氧劑、多功能助劑混合均勻后，從主喂料料斗加入雙螺桿擠出機 中，將玻璃纖維從側(cè)位料料斗加入雙螺桿擠出機中，經(jīng)雙螺桿擠出機熔融擠出后經(jīng)過水冷、 切粒和干燥，得到聚酰胺復(fù)合材料；
[0031] 所述的雙螺桿擠出機的熔融擠出的溫度為215°C~295°C。
[0032] 進一步優(yōu)選，所述的聚酰胺復(fù)合材料，由以下重量百分含量的原料制成：
[0033]
[0034] 將聚酰胺、阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、復(fù)合抗氧劑、多功能助劑混合均勻后，從主喂料料 斗加入雙螺桿擠出機中，將玻璃纖維從側(cè)位料料斗加入雙螺桿擠出機中，經(jīng)雙螺桿擠出機 熔融擠出后經(jīng)過水冷、切粒和干燥，得到聚酰胺復(fù)合材料。
[0035] 所述的雙螺桿擠出機的熔融擠出的溫度為240 °C~290 °C。
[0036] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
[0037] 相比與其它單一功能助劑，本發(fā)明多功能助劑在聚酰胺復(fù)合材料中同時具有改善 聚酰胺復(fù)合材料流動性、提高復(fù)合材料外觀且具備與聚酰胺材料原位反應(yīng)熒光著色的功 能，解決了現(xiàn)有的多種助劑加入帶來的力學(xué)性能降低和成本增加的問題。
[0038] 本發(fā)明多功能助劑可作為流動改性劑、外觀改性劑以及熒光增白劑用于聚酰胺復(fù) 合材料中，該助劑實現(xiàn)了聚酰胺復(fù)合材料改性過程一種助劑多種功能的目的，降低了多種 助劑加入導(dǎo)致的材料性能降低和成本增加問題，易于操作和實施，易于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)， 具備廣闊的應(yīng)用前景。
【具體實施方式】
[0039] 本發(fā)明的目的、優(yōu)點和特點，將通過以下實施例的非限制性說明進行解釋，這些實 施例僅是應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)方案的典型范例，凡采用等同替換或者等效變換而形成的技術(shù)方 案，均在本發(fā)明要求保護范圍之內(nèi)。
[0040] 本發(fā)明實施例未特別說明的％均為重量百分比。
[0041] 實施例1
[0042] 用于聚酰胺復(fù)合材料的多功能助劑，特別之處在于：由以下重量百分比的原料制 成：
[0043] 馬來酸酐 45.0%;
[0044] 己二胺 54.9%;
[0045] 抗氧劑 0.1%;
[0046] 上述的多功能助劑，其中：
[0047] 所述的馬來酸酐的純度為99. 9%，含水量小于0. 04%。
[0048] 所述的己二胺的純度為99. 9%，、且含水量小于0· 04%。
[0049] 所述的抗氧劑為抗氧劑1098。
[0050] 多功能助劑的制備過程如下：先將己二胺和抗氧劑1098加入反應(yīng)釜進行充分熔 融，然后滴加熔融的馬拉酸酐，同時劇烈攪拌，反應(yīng)生成小分子酰胺化合物，待反應(yīng)完成后， 冷卻粉碎得到相應(yīng)產(chǎn)品，即多功能助劑。
[0051] 進一步結(jié)合聚酰胺復(fù)合材料制備過程，以一種尼龍6玻纖增強材料為例，其有以 下重量百分比原料組成：PA6(69% )，無堿玻纖（30% )，復(fù)合抗氧劑（0. 5% )，按以上方 法制備的本發(fā)明多功能助劑（〇. 5% )。其中PA6牌號為新會美達M2800,無堿玻纖為巨石 988A，復(fù)合抗氧劑為抗氧劑1098 (0. 25% )、抗氧劑168 (0. 25% )。
[0052] 上述聚酰胺復(fù)合材料的制備方法為：將尼龍6、復(fù)合抗氧劑、按以上方法制備的本 發(fā)明多功能助劑加入到高速攪拌機中3000RPM混合Imin后，從主喂料料斗加入雙螺桿擠出 機中，將玻璃纖維（即無堿玻纖）從側(cè)位料料斗加入雙螺桿擠出機中，經(jīng)雙螺桿擠出機擠 出后經(jīng)過水冷、切粒和干燥，得到聚酰胺復(fù)合材料；該雙螺桿擠出機