CN107973985A - 一种聚丙烯-尼龙6的塑料合金及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚丙烯‑尼龙6的塑料合金及其制造方法，其中聚丙烯‑尼龙6的塑料合金，按重量份计，包括以下组分：30‑60份聚丙烯、20‑40份尼龙6、10‑20份POE、4‑8份相容剂、1‑3份流动助剂、0.2‑0.4份防老剂、0.3‑0.5份润滑剂、5‑10份填充料。聚丙烯‑尼龙6的塑料合金的制造方法是先按配方配好料，加入搅拌机搅拌均匀，然后再加入同向平行双螺杆挤出造粒机融熔共混，挤出料条经水冷、风干、切粒制得聚丙烯‑尼龙6塑料合金颗粒料。经性能测试，产品的韧性有极大的提高，冲击强度可达到270J/m；拉伸强度为25MPa。本发明既可以极大提高聚丙烯的冲击强度，同时使其拉伸强度基本不变。
Description
技术领域
本发明涉及改性塑料合金技术领域，更具体地，涉及一种聚丙烯-尼龙6的塑料合金及其制造方法。
背景技术
聚丙烯(PP)具有加工性能好、比重低、价格便宜及不吸水等特点，是目前用量最大的一种普通塑料，广泛用于日用品和汽车零部件的生产；但是它的抗冲击强度低、收缩率大、不耐油，且因聚丙烯分子是非极性的，在聚丙烯材料的表面不易喷涂印刷，在产品生产过程中外观易受到影响，因此在汽车配件、机械电器等产品的生产上必须对聚丙烯进行增韧。目前主要的增韧剂有POE、TPE、EPDM，虽然韧性可以提高，但是拉伸强度会有很大的下降，同时硬度也会降低。
而尼龙6(PA6)具有强度高、韧性好、耐油及化学品、耐热、耐磨等优点，缺点是吸水率高，成型后产品收缩率大，尺寸稳定性变差等，对生产工艺和模具设计制作都要求很高。如果聚丙烯和尼龙6共混，则可以消除两种料的缺点，同时保留各自的优点，且由于尼龙6分子是极性的，使合金料易于喷涂印刷，比重增加不多还是小于水，这对生产汽车配件很合适；从理论上看，合金料两种分子互相穿插，相互制约，可以大大降低聚丙烯和尼龙6的结晶度从而使合金料的收缩率会有很大的下降。
近年来，关于尼龙与聚丙烯共混制备合金的论文和专利相继出现。专利CN100347242C公开了以磺化聚苯乙烯锌为相容剂的高强阻燃PA6/PP合金材料，用于制造高强、阻燃以及各种厚度的电气零部件及汽车结构件。专利CN102079866A公开了用于汽车保险带拉环用的耐低温环保阻燃PA6/PP合金材料。专利CN101724197A公开了具有优异性能，用于波纹管的PA6/PP复合材料。这些专利大都采用大量的PA6树脂作为基体，不能大幅度的降低成本，并且有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。
发明内容
为了解决现有技术中聚丙烯增韧后拉伸强度及硬度下降的问题，本发明的目的是提供一种聚丙烯-尼龙6的塑料合金，本发明的另一个目的是提供所述合金的制造方法。
本发明提供了一种聚丙烯-尼龙6的塑料合金，按重量分计，包括以下组分：30-60份聚丙烯、20-40份尼龙6、10-20份POE、4-8份相容剂、1-3份流动助剂、0.2-0.4份防老剂、0.3-0.5份润滑剂、5-10份填充料。
进一步地，按重量分计，包括以下组分：30-50份聚丙烯、20-30份尼龙6、10-20份POE、5-7份相容剂、1.5-2份流动助剂、0.15-0.2份防老剂、0.3-0.4份润滑剂、6-9份填充料。
进一步地，按重量分计，包括以下组分：60份聚丙烯、25份尼龙6、15份POE、5份相容剂、2份流动助剂、0.2份防老剂，0.4份润滑剂、7份填充料。
进一步地，所述的聚丙烯的熔指为5～10g/10min。
进一步地，所述的尼龙6的熔指为1～3g/10min。
进一步地，所述的相容剂选自聚丙烯接枝马来酸酐、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐、聚烯烃弹性体接枝马来酸酐中的一种。
进一步地，所述的流动助剂是PE腊。
进一步地，所述防老剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)。
进一步地，所述的润滑剂选自乙撑双硬脂酰胺、乙撑双油酸酰胺、硬脂酸中的一种或几种。
本发明还提供了一种聚丙烯-尼龙6的塑料合金的制造方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：将原料聚丙烯、尼龙6、POE、相容剂加入到普通的低速搅拌机中，在室温下搅拌3min，然后加入流动助剂、防老剂、润滑剂及填充料再搅拌10min混合均匀，即可停止搅拌，得到混合物；
步骤二：将混合物加入双螺杆挤出造粒机中熔融，所述双螺杆挤出造粒机的温度从进料口到模头从180℃到230℃逐渐上升，挤出料条；
步骤三：将挤出料条再经水冷、风干、切粒制得所述聚丙烯-尼龙6塑料合金颗粒料。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
本合金以PP作为基体，通过调节弹性体POE和尼龙6的配比制得，由于PP料含量高，使合金料的吸水率与PP差异不大；本合金既可以极大提高聚丙烯的冲击强度，同时使其拉伸强度基本保持不变；本发明对尼龙改性也有效果，特别是对回收料的生产很有利，可以不降低回收的性能，降低改性尼龙6的成本。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
按照以下重量份称取各组分：45份PP、25份PA6、15份POE、5份聚丙烯接枝马来酸酐、2份PE腊、0.4份乙撑双硬脂酰胺、抗氧剂1010和抗氧剂168各0.1份、7份碳酸钙；其中PP的熔指为5g/10min；PA6的熔指为2g/10min。将原料PP、PA6、POE、相容剂加入到普通的低速搅拌机中，在室温下搅拌3min，然后加入流动助剂、防老剂、润滑剂及填充料再搅拌10min，使各组分分散均匀；然后加入双螺杆挤出造粒机中熔融共混挤出造粒。双螺杆造粒机熔融共混挤出的温度从进料口到模头分别为：180℃、210℃、220℃、230℃、230℃、220℃、220℃。该塑料合金的相关性能详见表1。
实施例2
按照以下重量份称取各组分：45份PP、30份PA6、15份POE、5份聚丙烯接枝马来酸酐、2份PE腊、抗氧剂1010和抗氧剂168各0.1份，0.4份乙撑双硬脂酰胺，7份碳酸钙；其中PP的熔指为5g/10min；PA6的熔指为2g/10min。将原料PP、PA6、POE、相容剂加入到普通的低速搅拌机中，在室温下搅拌3min，然后加入流动助剂、防老剂、润滑剂及填充料再搅拌10min，使各组分分散均匀；然后加入双螺杆挤出造粒机中熔融共混挤出造粒。双螺杆造粒机熔融共混挤出的温度从进料口到模头分别为：180℃、210℃、220℃、230℃、230℃、220℃、220℃。该塑料合金的相关性能详见表1。
实施例3
按照以下重量份称取各组分：40份PP、30份PA6、15份POE、5份聚丙烯接枝马来酸酐、2份PE腊、抗氧剂1010和抗氧剂168各0.1份、0.4份乙撑双硬脂酰胺、7份碳酸钙；其中PP的熔指为5g/10min；PA6的熔指为2g/10min。将原料PP、PA6、POE、相容剂加入到普通的低速搅拌机中，在室温下搅拌3min，然后加入流动助剂、防老剂、润滑剂及填充料再搅拌10min，使各组分分散均匀；然后加入双螺杆挤出造粒机中熔融共混挤出造粒。双螺杆造粒机熔融共混挤出的温度从进料口到模头分别为：180℃、210℃、220℃、230℃、230℃、220℃、220℃。该塑料合金的相关性能详见表1。
实施例4
按照以下重量份称取各组分：35份PP、35份PA6、15份POE、5份聚丙烯接枝马来酸酐、2份PE腊、抗氧剂1010和抗氧剂168各0.1份、0.4份乙撑双硬脂酰胺、7份碳酸钙；其中PP的熔指为5g/10min；PA6的熔指为2g/10min。将原料PP、PA6、POE、相容剂加入到普通的低速搅拌机中，在室温下搅拌3min，然后加入流动助剂、防老剂、润滑剂及填充料再搅拌10min，使各组分分散均匀；然后加入双螺杆挤出造粒机中熔融共混挤出造粒。双螺杆造粒机熔融共混挤出的温度从进料口到模头分别为：180℃、210℃、220℃、230℃、230℃、220℃、220℃。该塑料合金的相关性能详见表1。
实施例5
按照以下重量份称取各组分：30份PP、40份PA6、15份POE、5份聚丙烯接枝马来酸酐、2份PE腊、抗氧剂1010和抗氧剂168各0.1份、0.4份乙撑双硬脂酰胺、7份碳酸钙；其中PP的熔指为5g/10min；PA6的熔指为2g/10min。将原料PP、PA6、POE、相容剂加入到普通的低速搅拌机中，在室温下搅拌3min，然后加入流动助剂、防老剂、润滑剂及填充料再搅拌10min，使各组分分散均匀；然后加入双螺杆挤出造粒机中熔融共混挤出造粒。双螺杆造粒机熔融共混挤出的温度从进料口到模头分别为：180℃、210℃、220℃、230℃、230℃、220℃、220℃。该塑料合金的相关性能详见表1。
对比例1
按照以下重量份称取各组分：50份PP、40份POE、2份PE腊、抗氧剂1010和抗氧剂168各0.1份、0.4份乙撑双硬脂酰胺、7份碳酸钙；其中PP的熔指为5g/10min。将原料PP、POE、相容剂加入到普通的低速搅拌机中，在室温下搅拌3min，然后加入流动助剂、防老剂、润滑剂及填充料再搅拌10min，使各组分分散均匀；然后加入双螺杆挤出造粒机中熔融共混挤出造粒。双螺杆造粒机熔融共混挤出的温度从进料口到模头分别为：180℃、210℃、220℃、230℃、230℃、220℃、220℃。该塑料合金的相关性能详见表1。
对比例2
按照以下重量份称取各组分：45份PP、20份PA6、20份POE、5份聚丙烯接枝马来酸酐、2份PE腊、抗氧剂1010和抗氧剂168各0.1份、0.4份乙撑双硬脂酰胺、7份碳酸钙；其中PP的熔指为5g/10min；PA6的熔指为2g/10min。将原料PP、PA6、POE、相容剂加入到普通的低速搅拌机中，在室温下搅拌3min，然后加入流动助剂、防老剂、润滑剂及填充料再搅拌10min，使各组分分散均匀；然后加入双螺杆挤出造粒机中熔融共混挤出造粒。双螺杆造粒机熔融共混挤出的温度从进料口到模头分别为：180℃、210℃、220℃、230℃、230℃、220℃、220℃。该塑料合金的相关性能详见表1。
表1
| 实施例 | - | - | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 对比例 | 1 | 2 | - | - | - | - | - |
| PP | 50 | 45 | 45 | 45 | 40 | 35 | 30 |
| PA6 | - | 20 | 25 | 30 | 30 | 35 | 40 |
| POE | 40 | 20 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
| 聚丙烯接枝马来酸酐 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| PE腊 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 抗氧剂 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| 乙撑双硬脂酰胺 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| 碳酸钙 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 |
| 拉伸强度(MPa) | 12 | 21 | 23 | 24 | 24 | 27 | 28 |
| 断裂伸长率(％) | 296 | 280 | 242 | 245 | 246 | 210 | 170 |
| 弯曲强度(MPa) | 23 | 37 | 40 | 42 | 45 | 47 | 48 |
| 缺口冲击强度(J/m) | 280 | 273 | 270 | 270 | 260 | 263 | 265 |
从表中的测试数据可以看出，加入POE，合金材料的韧性有极大的提高，冲击强度可达到270J/m，但拉伸强度及弯曲强度均会下降；随着PA6的加入量增加，材料的拉伸强度明显增加；而PA6和POE一起加入后，合金的拉伸强度和弯曲强度都有提高，缺口冲击强度变化不大。
最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。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 (9)
1.一种聚丙烯-尼龙6的塑料合金，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：30-60份聚丙烯、20-40份尼龙6、10-20份POE、4-8份相容剂、1-3份流动助剂、0.2-0.4份防老剂、0.3-0.5份润滑剂、5-10份填充料。
2.根据权利要求1所述的一种聚丙烯-尼龙6的塑料合金，其特征在于，按重量分计，包括以下组分：30-50份聚丙烯、20-30份尼龙6、10-20份POE、5-7份相容剂、1.5-2份流动助剂、0.15-0.2份防老剂、0.3-0.4份润滑剂、6-9份填充料。
3.根据权利要求1所述的一种聚丙烯-尼龙6的塑料合金，其特征在于，按重量分计，包括以下组分：60份聚丙烯、25份尼龙6、15份POE、5份相容剂、2份流动助剂、0.2份防老剂、0.4份润滑剂、7份填充料。
4.根据权利要求1至3任一所述的一种聚丙烯-尼龙6的塑料合金，其特征在于，所述的相容剂选自聚丙烯接枝马来酸酐、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐、聚烯烃弹性体接枝马来酸酐的一种。
5.根据权利要求1至3任一所述的一种聚丙烯-尼龙6的塑料合金，其特征在于，所述的流动助剂为PE腊。
6.根据权利要求1至3任一所述的一种聚丙烯-尼龙6的塑料合金，其特征在于，所述的防老剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。
7.根据权利要求1至3任一所述的一种聚丙烯-尼龙6的塑料合金，其特征在于，所述的润滑剂选自乙撑双硬脂酰胺、乙撑双油酸酰胺、硬脂酸中的一种或几种。
8.根据权利要求1至3任一所述的一种聚丙烯-尼龙6的塑料合金，其特征在于，所述的填充料是轻质碳酸钙，细度为1250目。
9.权利要求1至3任一所述的一种聚丙烯-尼龙6的塑料合金的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：
步骤一：将原料聚丙烯、尼龙6、POE、相容剂加入到普通的低速搅拌机中，在室温下搅拌3min，然后加入流动助剂、防老剂、润滑剂及填充料再搅拌10min混合均匀，即可停止搅拌，得到混合物；
步骤二：将混合物加入双螺杆挤出造粒机中熔融，所述双螺杆挤出造粒机的温度从进料口到模头逐渐从180℃上升到230℃，挤出料条；
步骤三：将所述挤出的料条再经水冷、风干、切粒制得聚丙烯-尼龙6塑料合金颗粒料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180501 |