[发明专利]一种浇铸尼龙6的纳米复合材料及其制备方法有效
申请号: | 201310032708.0 | 申请日: | 2013-01-29 |
公开(公告)号: | CN103965465B | 公开(公告)日: | 2018-01-12 |
发明(设计)人: | 杨桂生;李枭 | 申请(专利权)人: | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 |
主分类号: | C08G69/16 | 分类号: | C08G69/16;C08K9/06;C08K3/34 |
代理公司: | 上海智信专利代理有限公司31002 | 代理人: | 吴林松 |
地址: | 230601 安徽省合*** | 国省代码: | 安徽;34 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 浇铸 尼龙 纳米 复合材料 及其 制备 方法 | ||
技术领域
本发明属于浇铸尼龙改性技术领域,涉及一种浇铸尼龙6纳米复合材料及其制备方法。
背景技术
浇铸尼龙6简称MCPA6,是一种利用阴离子聚合方法制备的尼龙6,在石油化工、国防工业、机械和纺织等工业领域应用广泛,是一种重要的工程塑料。
但随着应用范围的扩大和行业内对材料各项指标的提高,使得MCPA6在机械强度和抗菌性等性能有待提高。为了提高浇铸尼龙6的机械特性,通常选用滑石粉或碳酸钙为填料,但此种方法性能提高幅度较低,成本较高,同时无法满足某些应用条件下的抗菌需求。
纳米麦饭石粉是一种无毒无害,并且具有生物活性的复合矿物,表观为白色或灰白色粉末,粒径50nm~90nm,比表面积为25m2/g~75m2/g。麦饭石粉具有多孔结构,在己内酰胺的阴离子原位聚合过程中可以镶嵌在分子链中,宏观表现为大幅提高材料的机械性能。此外纳米麦饭石粉末对色素和细菌有较强的吸附能力,可以使改性后的浇铸尼龙6具有较好的抗菌性。本发明制备的浇铸尼龙6纳米复合材料具有高强度、抗菌等特点,可应用于水质净化、种植业和养殖业等领域。
发明内容
本发明的目的在于为克服现有技术中的缺陷而提供一种浇铸尼龙6纳米复合材料及其制备方法。本发明在己内酰胺的原位聚合过程中引入纳米麦饭石粉,制备了高强度、抗菌浇铸尼龙6纳米复合材料,较传统的填充滑石粉或碳酸钙相比,具有机械强度提升幅度大、具有环境友好性和抗菌等特性,同时降低了生产成本。
为了实现上述发明目的,本发明的技术方案如下:
一种浇铸尼龙6纳米复合材料,由包括以下重量份的组分制成:
己内酰胺 100份,
纳米麦饭石 5~35份,
催化剂 0.3~1.5份,
引发剂 0.2~1.5份;
所述的己内酰胺为工业级己内酰胺。
所述的纳米麦饭石粉为白色或灰白色粉末,粒径50nm~90nm,比表面积为25m2/g~75m2/g。
所述的催化剂为氢氧化钠或甲醇钠。
所述的引发剂为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯。
一种上述浇铸尼龙6纳米复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取100重量份的己内酰胺置于反应容器中,在氮气氛围保护下加热至熔融;
(2)对上述己内酰胺对上述己内酰胺进行真空脱水;
(3)取5~35重量份的纳米麦饭石粉,置于硅烷偶联剂溶液中进行表面处理15~35min;
(4)氮气氛围保护下在己内酰胺中加入上述步骤(3)中表面处理后的纳米麦饭石粉,超声分散制备纳米麦饭石粉悬浊液;
(5)加入0.3~1.5重量份的碱性催化剂,130~160℃下真空脱水25~40min;
(6)在上述制备的溶液中加入0.2~1.5重量份的引发剂,混合均匀后迅速注入预热到130~170℃的模具中,保温聚合15~30min后室温下冷却脱模,即制得浇铸尼龙6复合材料。
所述的步骤(2)中的己内酰胺经120~155℃进行真空脱水15~35min。
所述的步骤(3)中的硅烷偶联剂溶液为KH550甲醇或乙醇溶液,质量浓度为15%~35%的溶液。
所述的步骤(4)中纳米麦饭石粉悬浊液经频率50~80KHz、10~30min超声分散制得。
所述的步骤(5)中真空脱水为在130~160℃下真空脱水25~40min。
本发明创新性的采用常用于水质净化、陶瓷和保健领域的具有多孔结构的纳米麦饭石粉改性浇铸尼龙6,利用阴离子原位聚合制备了纳米麦饭石填充的高强度、抗菌浇铸尼龙6复合材料,属于浇铸尼龙改性领域。本发明大幅提高了浇铸尼龙6拉伸强度和抗菌性;操作工艺简单,所制备复合材料性能优越,适于工业化生产。
具体实施方法
下面结合具体实施例进一步说明本发明。
下列各实施例和对比例中制备的样品在23℃、50%湿度下调节24小时后,分别采用ASTMD638和Kindy-Bauer法检测拉伸强度和抗菌性。
实施例1
(1)称取100重量份的己内酰胺置于反应容器中,在氮气氛围保护下加热至熔融;
(2)对上述己内酰胺在120℃进行真空脱水35min;
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