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专利名称：一种改良型尼龙66粒子及其制备方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410533556.0

专利申请（专利权）人：滨州中科催化技术有限公司
权利人地址：山东省滨州市无棣县新海工业园管委会办公楼

专利发明（设计）人：项裕桥,陈勇

专利摘要：本发明提供一种改良型尼龙66粒子的制备方法，该方法采用的配方原料为：100份尼龙66、0.1~0.5份聚二甲基硅氧烷、1~10份玄武岩纤维、0.5～5份二硫化钼、3～12份聚四氟乙烯、5～14份的分子筛粉、以所含金属元素份量计为0.1～6份的金属盐化合物、0.1～1份的抗氧剂；其中，所述金属盐化合物为铁盐化合物与铜盐化合物、锌盐化合物中的一种或两种的组合；然后通过特定步骤将金属元素和聚四氟乙烯预先均匀分布于分子筛，再与剩余原料混合后造粒，得到改良型尼龙66粒子。该方法操作简单，适于工业化生产，而且产品的耐磨性、力学性能、吸水性和尺寸稳定性都比较优异。

主权利要求：
1.一种改良型尼龙66粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，按照配方准备原料：100份尼龙66、0.1 0.5份聚二甲基硅氧烷、1 10份玄武岩纤~ ~维、0.5～5份二硫化钼、3～12份聚四氟乙烯、5～14份的分子筛粉、以所含金属元素份量计为0.1～6份的金属盐化合物、0.1～1份的抗氧剂；其中，所述金属盐化合物为铁盐化合物与铜盐化合物、锌盐化合物中的一种或两种的组合；
步骤2，将金属盐化合物溶于水中得到金属盐化合物溶液，加入分子筛粉搅拌均匀，调节pH为碱性至无沉淀物继续析出，过滤、收集沉淀物并在清洗后进行煅烧，得到的煅烧产物在还原性气体中还原，冷却后得到物料A；
步骤3，将聚四氟乙烯加水制成乳液，再加入物料A，混合搅拌，然后分离、干燥，得到物料B；
步骤4，将所述物料B和剩余原料混合均匀，得到混合料；
步骤5，将所述混合料挤出造粒，经冷却、切：透稍锖，得到所述改良型尼龙66粒子；
所述金属盐化合物为铁盐化合物和铜盐化合物的组合物，且铁元素与铜元素的摩尔比为（1 2）：1；或者，所述金属盐化合物为铁盐化合物和锌盐化合物的组合物，且铁元素与锌~元素的摩尔比为（1 2）：1；或者，所述金属盐化合物为铁盐化合物、铜盐化合物和锌盐化合~物的组合物，且铁元素、铜元素和锌元素的摩尔比为（1 1.5）：1：1；
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所述步骤2中，所述还原性气体为CO或H2；煅烧温度为150~250℃，煅烧时间为1~6h；还原温度为850 1100℃，还原时间为1 4h。
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2.根据权利要求1所述的改良型尼龙66粒子的制备方法，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1098、抗氧剂168和抗氧剂1010中的一种或几种组合。
3.根据权利要求2所述的改良型尼龙66粒子的制备方法，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1098、抗氧剂168和抗氧剂1010按照质量比1：1：2的组合物。
4.根据权利要求1所述的改良型尼龙66粒子的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，调节pH使用的是氢氧化钠溶液，调节pH≥9。
5.根据权利要求1所述的改良型尼龙66粒子的制备方法，其特征在于，按照配方准备原料：100份尼龙66、0.2 0.4份聚二甲基硅氧烷、3 7份玄武岩纤维、1～3份二硫化钼、5～10份~ ~聚四氟乙烯、7～12份的分子筛粉、1～6份的金属盐化合物、0.6～0.9份的抗氧剂。
6.根据权利要求1所述的改良型尼龙66粒子的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，将物料B和剩余原料加入到混料搅拌机内，控制搅拌速度为900 1200r/min，加热温度为70 90~ ~℃，搅拌时间为15 70min。
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7.根据权利要求1所述的改良型尼龙66粒子的制备方法，其特征在于，所述步骤5中，将所述混合料输入双螺杆挤出机挤出造粒；螺杆转速为140～210rpm，在加工过程中加工温度为加料段200～240℃，塑化段240～260℃，均化段250～270℃，机头温度200～230℃。
8.一种改良型尼龙66粒子，其特征在于，根据权利要求1?7任一项所述的制备方法得到。 说明书 : 一种改良型尼龙66粒子及其制备方法技术领域[0001] 本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种改良型尼龙66粒子及其制备方法。背景技术[0002] 聚己二酰己二胺的俗称为尼龙66，是一种热塑性树脂，一般是由己二酸和己二胺缩聚制得。尼龙66具有优良的物理机械性能、电气性能和自润滑性能等特点，是五大通用工程塑料之一，广泛用于汽车、机械、医药等多个领域，市场前景好。而且尼龙66与其他原料进行复合配方之后可以形成多种多样的改性功能产品，因此尼龙66的改性研究持续受到企业的高度重视。[0003] 目前，尼龙66的热门改性方向主要包括耐磨性、机械强度、尺寸稳定性和吸水率等，其中改善耐磨性、机械强度的现有技术较多，例如专利申请CN102757641A、专利CN103483812B等披露的技术，但是能同时兼顾尺寸稳定性和吸水率的技术仍存有较大的创新空间。为了百花齐放、丰富市场的选择性，该方向的不同方案越多越好。[0004] 有鉴于此，特提出本发明。发明内容[0005] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种改良型尼龙66粒子的制备方法，该制备方法得到的改良型尼龙66粒子不仅具有优异的耐磨性和力学性能，而且还具有较低的吸水性和较高的尺寸稳定性。[0006] 本发明采用的技术方案的基本构思如下：[0007] 一种改良型尼龙66粒子的制备方法，包括以下步骤：[0008] 步骤l，按照配方准备原料：100份尼龙66、0.1～0.5份聚二甲基硅氧烷、1～10份玄武岩纤维、0.5～5份二硫化钼、3～12份聚四氟乙烯、5～14份的分子筛粉、以所含金属元素份量计为0.1～6份的金属盐化合物、0.1～1份的抗氧剂；其中，所述金属盐化合物为铁盐化合物与铜盐化合物、锌盐化合物中的一种或两种的组合；[0009] 步骤2，将金属盐化合物溶于水中得到金属盐化合物溶液，加入分子筛粉搅拌均匀，调节pH为碱性至无沉淀物继续析出，过滤、收集沉淀物并在清洗后进行煅烧，得到的煅烧产物在还原性气体中还原，冷却后得到物料A；[0010] 步骤3，将聚四氟乙烯加水制成乳液，再加入物料A，混合搅拌，然后分离、干燥，得到物料B；[0011] 步骤4，将所述物料B和剩余原料混合均匀，得到混合料；[0012] 步骤5，将所述混合料挤出造粒，经冷却、切：透稍锖，得到所述改良型尼龙66粒子。[0013] 作为一种实施方式，所述抗氧剂为抗氧剂1098、抗氧剂168和抗氧剂1010中的一种或几种组合。[0014] 优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1098、抗氧剂168和抗氧剂1010按照质量比1：1：2的组合物。[0015] 作为一种实施方式，所述金属盐化合物为铁盐化合物和铜盐化合物的组合物，且铁元素与铜元素的摩尔比为(1～2)：1。[0016] 作为一种实施方式，所述金属盐化合物为铁盐化合物和锌盐化合物的组合物，且铁元素与锌元素的摩尔比为(1～2)：1。[0017] 作为一种实施方式，所述金属盐化合物为铁盐化合物、铜盐化合物和锌盐化合物的组合物，且铁元素、铜元素和锌元素的摩尔比为(1～1.5)：1：1。[0018] 作为一种实施方式，所述步骤2中，调节pH使用的是氢氧化钠溶液，调节pH≥9。[0019] 作为一种实施方式，所述还原性气体为CO或H2。[0020] 作为一种实施方式，按照配方准备原料：100份尼龙66、0.2～0.4份聚二甲基硅氧烷、3～7份玄武岩纤维、1～3份二硫化钼、5～10份聚四氟乙烯、7～12份的分子筛粉、1～6份的金属盐化合物、0.6～0.9份的抗氧剂。[0021] 作为一种实施方式，所述步骤2中，煅烧温度为150～250℃，煅烧时间为1～6h；还原温度为850～1100℃，还原时间为1～4h。[0022] 作为一种实施方式，所述步骤4中，将物料B和剩余原料加入到混料搅拌机内，控制搅拌速度为900～1200r/min，加热温度为70～90℃，搅拌时间为15～70min。[0023] 作为一种实施方式，所述步骤5中，将所述混合料输入双螺杆挤出机挤出造粒；螺杆转速为140～210rpm，在加工过程中加工温度为加料段200～240℃，塑化段240～260℃，均化段250～270℃，机头温度200～230℃。[0024] 本发明提供一种改良型尼龙66粒子，其是由上述的任一种制备方法得到。[0025] 本发明和现有技术相比具有如下优点：[0026] 1、本发明所述改良型尼龙66粒子的制备方法采用的配方组分普通易得，通过各普通组分之间相互配合达到最终的产品效果，不需要对组分进行繁杂特殊的处理，简化工艺、节省成本。另外，该制备方法的步骤是工业化生产中常用的，操作简单，特别适于工业化生产。[0027] 2、本发明制备方法得到的改良型尼龙66粒子的耐磨性、力学性能、吸水性和尺寸稳定性等优异，适合应用于更多工况，经济效益可期。[0028] 3、本发明制备方法中，先将金属盐化合物的金属离子均匀地分散在分子筛的表面和空隙中，然后再与二硫化钼一起协同配合，提高了改良型尼龙66粒子的耐磨性和尺寸稳定性；[0029] 然后，聚四氟乙烯均匀地附着在分子筛表面，稳定、不易脱落，该结构与聚二甲基硅氧烷和玄武岩纤维相互配合，降低了改良型尼龙66粒子的吸水性。具体实施方式[0030] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0031] 下实施例中使用的原料均可以通过市场采购获得，不需要特别局限于使用某一特定型号或厂家的产品。[0032] 以下各实施例中所使用的尼龙66指的就是普通未改性树脂PA66，熔点为255～265℃。[0033] 聚四氟乙烯配制成的乳液就是将配方量的聚四氟乙烯分散于适量水中形成的聚四氟乙烯的水分散液。水的用量适于分散和混合即可，不局限于具体的用量。[0034] 作为一种示例，二硫化钼的尺寸为3～8μm。[0035] 作为一种示例，分子筛粉的尺寸为10～30μm。[0036] 以所含金属元素质量计为0.1～6份的金属盐化合物，即：投料100份尼龙66时，金属盐化合物的投料量满足其中所含的金属元素份量为0.1～6份。[0037] 金属盐化合物为铁盐化合物与铜盐化合物、锌盐化合物中的一种或两种的组合，可以是市面上常见的铁盐化合物与铜盐化合物、锌盐化合物，不局限于具体阴离子的盐类。[0038] 分子筛可选用市售的2A、3A、4A、5A、ZSM?8、ZSM?11、Silicalite?1、SAPO?34、AlPO4?5、AlPO?18或TS?1等类型分子筛。[0039] 实施例1[0040] 一种改良型尼龙66粒子的制备方法，包括以下步骤：[0041] 步骤1，按照配方准备原料：100份尼龙66、聚二甲基硅氧烷0.1份、玄武岩纤维10份、5份二硫化钼、3份聚四氟乙烯、14份的5A分子筛粉、以所含金属元素份量计为0.1份的金属盐化合物、0.1份的抗氧剂1098；其中，所述金属盐化合物为铁盐化合物和铜盐化合物，铁元素与铜元素的摩尔比为2：1；[0042] 步骤2，将金属盐化合物溶于水中得到金属盐化合物溶液，加入分子筛粉搅拌均匀，用氢氧化钠溶液调节pH≥9至无沉淀物继续析出，过滤、收集沉淀物并在清洗后进行煅烧，煅烧温度为150℃，煅烧时间为6h；得到的煅烧产物在H2气体中还原，还原温度为850℃，还原时间为4h，冷却后得到物料A；[0043] 步骤3，将聚四氟乙烯加水制成乳液，再加入物料A，混合搅拌，然后分离、干燥，得到物料B；[0044] 步骤4，将所述物料B和剩余原料加入到混料搅拌机内混合均匀，控制搅拌速度为900r/min，加热温度为70℃，搅拌时间为15min，得到混合料；[0045] 步骤5，将所述混合料输入双螺杆挤出机挤出造粒，螺杆转速为140rpm，在加工过程中加工温度为加料段200℃，塑化段240℃，均化段250℃，机头温度200℃；然后经冷却、切：透稍锖，得到所述改良型尼龙66粒子。[0046] 实施例2[0047] 一种改良型尼龙66粒子的制备方法，包括以下步骤：[0048] 步骤1，按照配方准备原料：100份尼龙66、聚二甲基硅氧烷0.5份、玄武岩纤维1份、0.5份二硫化钼、12份聚四氟乙烯、5份的ZSM?11分子筛粉、以所含金属元素份量计为6份的金属盐化合物、1份的抗氧剂168；其中，金属盐化合物为铁盐化合物和锌盐化合物，铁元素与锌元素的摩尔比为1：1；[0049] 步骤2，将金属盐化合物溶于水中得到金属盐化合物溶液，加入分子筛粉搅拌均匀，用氢氧化钠溶液调节pH≥9至无沉淀物继续析出，过滤、收集沉淀物并在清洗后进行煅烧，煅烧温度为250℃，煅烧时间为1h；得到的煅烧产物在H2气体中还原，还原温度为1100℃，还原时间为1h，冷却后得到物料A；[0050] 步骤3，将聚四氟乙烯加水制成乳液，再加入物料A，混合搅拌，然后分离、干燥，得到物料B；[0051] 步骤4，将所述物料B和剩余原料加入到混料搅拌机内混合均匀，控制搅拌速度为1200r/min，加热温度为90℃，搅拌时间为70min，得到混合料；[0052] 步骤5，将所述混合料输入双螺杆挤出机挤出造粒，螺杆转速为210rpm，在加工过程中加工温度为加料段240℃，塑化段260℃，均化段270℃，机头温度230℃；然后经冷却、切：透稍锖，得到所述改良型尼龙66粒子。[0053] 实施例3[0054] 与实施例1的区别在于，按照配方准备原料：100份尼龙66、0.2份聚二甲基硅氧烷、3份玄武岩纤维、1份二硫化钼、5份聚四氟乙烯、7份的分子筛粉、以所含金属元素份量计为1份的金属盐化合物、0.6份的抗氧剂。其他均与实施例1保持一致。[0055] 实施例4[0056] 与实施例2的区别在于，按照配方准备原料：100份尼龙66、0.4份聚二甲基硅氧烷、7份玄武岩纤维、3份二硫化钼、10份聚四氟乙烯、12份的分子筛粉、以所含金属元素份量计为6份的金属盐化合物、0.9份的抗氧剂。其他均与实施例2保持一致。[0057] 实施例5[0058] 与实施例1的区别在于，所述抗氧剂为抗氧剂1098、抗氧剂168和抗氧剂1010按照质量比1：1：2的组合物，其他保持不变。[0059] 实施例6[0060] 与实施例1的区别在于，金属盐化合物为铁盐化合物、铜盐化合物和锌盐化合物的组合物，铁元素、铜元素和锌元素的摩尔比为1.5：1：1，其他保持不变。并且使用的具体铁盐化合物和铜盐化合物的物质是和实施例1一致的。[0061] 对比例1[0062] 与实施例1的区别在于，原料配方中缺少聚四氟乙烯，同时对应的处理步骤3和4也省略了，直接将物料A与剩余组分混合得到混合料再进行造粒。其他与实施例1相同。[0063] 对比例2[0064] 与实施例1的区别在于，原料配方仅缺少了聚二甲基硅氧烷，其他与实施例1一致。[0065] 对比例3[0066] 与实施例1的区别在于，直接将所有原料配方一起搅拌后得到混合料，然后进行造粒，造粒工艺与实施例1一致。[0067] 试验例[0068] 测试样品为实施例1?6、对比例1?3的尼龙66产品。测试的性能及其结果如表1所示。表1中的例1?6就是本发明实施例1?6，对1?3就是对比例1?3。[0069] 其中，测试吸水性时，将实施例1?6、对比例1?3得到的粒料放置在100℃的真空烘箱中烘干8h，然后在265℃注塑制样，样品尺寸为60mm×60mm×2mm。将注塑样在50℃烘干96h，冷却后称重；然后在23℃条件下蒸馏水中浸泡24h，测出吸水质量分数。[0070] 表1[0071][0072] 由表1的各测试数据可知，采用本发明实施例1?6制备得到的改良型尼龙66粒子的拉伸强度、弯曲强度及模量、耐磨性和尺寸稳定性等均得到不同程度的提高，而且吸水性低，材料的综合性能优异，市场前景好。[0073] 而对比例1?3的产品没有采用本发明的技术方案，性能差异显著。[0074] 虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

专利地区：山东

专利申请日期：2024-04-29

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN118290935B