[发明专利]一种低吸水率高尺寸稳定性PA/PE共混合金及其制备方法

说明书

本发明的PA/PE共混合金，包括以下重量份数的组分：所述制备方法包括以下步骤：将脂肪族聚酰胺、聚乙烯、相容剂、表面改性纳米Al₂O₃、噁唑啉基扩链剂、均苯四甲酸二酐、抗氧剂、润滑剂搅拌混匀后，加入螺杆挤出机中进行熔融共混，造粒得共混合金粒料。由该PA/PE合金制备的材料具有较低的吸水率和良好的尺寸稳定性，可大大拓展PA的应用领域。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种低吸水率高尺寸稳定性PA/PE共混合金及其制备方法。

背景技术

聚酰胺(尼龙，PA)是一种分子链中含有酰胺键的高分子聚合物，根据分子结构的不同可以分为PA6，PA66，PA46，PA11，PA1010等。其中产量最大、用途最广的是PA6。PA6具有力学强度高、韧性好、耐磨性好、耐油、耐化学药品性和自润滑性，易于加工等优点，被广泛应用于汽车零部件、机械部件、电子电器、工程配件、日用品及包装薄膜等领域。然而，PA6吸水率高，尺寸稳定性差，缺口冲击强度较低。为了保证尼龙制件在后期使用时尺寸不至于变化太大，尼龙制件厂往往需要对尼龙制品进行“调湿”处理，在尼龙毛坯制品内部引入水分，提前让其吸水膨胀，然后再进行精加工获得特定尺寸的尼龙制品。这样，后续尼龙制品在使用的过程中就不会因暴露在自然环境中再次大量吸水而导致尺寸膨胀。然而，尼龙暴露在自然环境中时，不但会吸水，也会析出水分。如果尼龙制品所处的自然环境十分干燥，尼龙制品会大量析出水分，进而导致尺寸收缩，同样影响尼龙制品的尺寸稳定性。尼龙制品的尺寸会随着吸水率的增加或而减少而不断变化，这对尺寸精度要求较高的产品是不可接受的。因此，必须要开发一种低吸水率、高尺寸稳定性的尼龙。

在尼龙中添玻璃纤维，可以在一定程度上改善其尺寸稳定性。如中国专利CN103436008A采用间苯二酰胺类小分子作为界面改性剂提高PA与玻纤的相容性，得到了玻纤含量55％的尼龙复合材料，有效的增加了产品的尺寸稳定性，提高了材料机械性能的湿态保持率。然而，高玻纤含量往往会带来浮纤、机械强度下降等问题。在实际应用过程中，玻纤含量往往小于50％，对降低PA复合材料吸水率、提高材料尺寸稳定性效果并不明显。因此PA中往往会在添加玻纤的同时添加多种聚合物或填料，来进一步改善材料的吸水性和尺寸稳定性。如中国专利CN105504798A通过纳米层状硅酸盐填料与玻璃纤维协同增强，层状的纳米硅酸盐填料可以有效阻隔水分在PA内部的扩散，不仅保持了玻璃纤维增强尼龙复合材料的优点，还进一步提高了复合材料的强度和韧性，克服了高玻璃纤维含量增强导致的材料尺寸稳定性差、表面较差等缺点。中国专利CN106700535A则同时在PA66中引入玻璃纤维和吸水率低的半芳香尼龙，得到了具有较低吸水性和良好尺寸稳定性的符合材料。然而，纳米层状硅酸盐在PA中难以均匀分散，团聚的纳米填料容易形成缺陷影响PA的机械性能，半芳香尼龙则价格昂贵，限制了产品的应用。为了克服上述不足，有必要在PA中添加新型组分来改善PA的吸水性和尺寸稳定性。

聚乙烯(PE)是一种由乙烯单体聚合而成的结晶性聚合物，吸水率小，具有优良的耐低温性能和耐溶剂性能，被广泛用来制造薄膜、包装材料、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等。在PA中引入PE，可以有效降低PA的吸水性。然而，PE与PA不相容，PE与PA的相界面间的相互作用力比较差，导致PE分散相成为材料内部缺陷，严重影响材料的机械性能。因此，需要在PA/PE中添加增容剂来提高PA与PE的相容性。