[00128299]一种聚酰胺阻隔材料及其制备方法

1、课题来源与背景 聚酰胺俗称尼龙,是一种性能优良的工程塑料,拥有良好的耐磨性、可塑性和力学性能,广泛的应用在建筑、机械、汽车、电子、家电等领域。聚酰胺中含有强极性的酰胺基,对气体、非极性液体的阻隔性能比较好,但对水分子等极性小分子物质的阻隔性较差。在这个基础上,国内外的研究者对聚酰胺进行各种化学、物理改性,提高其阻隔性能。 中国专利CN1117123C采用聚乙烯、聚丙烯对尼龙1212进行改性制备阻隔材料;中国专利CN1510083A公开了采用苯甲酸酯类、苯磺酸胺类低分子化合物,通过双螺杆挤出机对尼龙6、尼龙66等材料进行机械共混增韧改性;中国专利CN100582165C公开了一种尼龙/乙烯-乙烯醇共聚物共混型阻隔材料极其制备方法。这些材料的缺点在于都是用双螺杆挤出机共混的方法加工,原料间反应程度不高,力学性能及阻隔性能提高幅度很小,价格成本高。中国专利CN100355809C公开了一种MCPA6/长碳链尼龙的阻隔材料及其制备方法。这种材料由于加入了长碳链尼龙,合金材料的韧性明显更加优异,但是强度变差。另外不足的地方是,长碳链尼龙的价格远高于普通尼龙,长碳链尼龙的加入不仅没有明显的提高阻隔性能,且造成原料成本更加昂贵。 2、技术原理及性能指标 本项目聚酰胺阻隔材料,由包含以下重量份数的组分制成：己内酰胺 670-948份,催化剂 1-10份,活化剂 1-10份,聚乙烯醇 50-150份 ,聚酰胺66 0 .01-150份,其他助剂 0-10份;聚酰胺阻隔材料的制备方法,包括以下步骤：（a）己内酰胺溶解聚酰胺66、聚乙烯醇阶段把670-948重量份己内酰胺加热到160-180℃,在惰性气体保护下,加入0 .01-150重量份聚酰胺66,搅拌30-120分钟,再加入50-150重量份聚乙烯醇,搅拌10-60分钟;（b）除水阶段开启真空泵,140-160℃下,抽真空10-30分钟; （c）浇铸阶段把1-10重量份催化剂、1-10重量份活化剂及0-10重量份其他助剂,加入到上述混合物中,快速混合均匀,倒入模具中进行浇铸;浇铸温度150-180℃,反应5-20分钟。其他助剂为0 .01-10重量份。氢氧化钠、氢氧化钾、碱金属盐中的一种或几种。催化剂选自己内酰胺钠、氢化锂、碳酸钠中的一种或几种。活化剂选自甲苯二异氰酸酯、乙酰基己内酰胺、己二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、三苯甲烷三异氰酸酯、碳酸二苯酯中的一种或几种。其他助剂包括抗氧剂、光稳剂中的一种或几种。 本项目材料拉伸强度为61-83（MPa）,弯曲强度95-128（MPa）,冲击强度440-910（j/m）,氧透过率0.011-0.021（g/m2*d）。 3、技术的创造性与先进性 与现有技术相比,本项目技术突破点在于：本项目复合材料在原料中引入了聚酰胺66,由于聚酰胺66是可以溶解在己内酰胺中的,在热力学上两者是相容的,这导致MCPA6（浇铸尼龙6）/聚酰胺66在分子水平上能够具有较好的分散。不同尼龙间强烈的相互作用以及不同尼龙间分子构象的不同等方面的作用,会破坏MCPA6分子原有的有序氢键排布,从而改变其结晶结构,导致一个非常好的改性效果。这正是本项目复合材料的一个优势。 聚乙烯醇是一种可生物降解材料,价格比尼龙便宜,在工业化的塑料中对气体的阻隔性能排名第一,是公认的一种具有高阻隔性能的材料。由于加工性能不好,故通过双螺杆挤出机加工的性能非常差,然而却可以添加在MCPA6的体系中。聚乙烯醇含有很多羟基,这就使得聚乙烯醇与MCPA6能发生化学反应,并相互以氢键结合,得到力学性能非常优异的复合材料。这是本项目的另一个优势。 4、技术的成熟程度,适用范围和安全性 本项目技术所研发技术目前较为成熟,料具有高阻隔性、高韧性等特点,其它力学性能也比较优异,并且原料成本低,在汽车油箱、高阻隔塑料瓶、电池隔板、输油管道、包装材料等领域都具有非常广泛的应用前景。 5、应用情况及存在的问题 本项目由公司自主研发,项目开发采用项目经理负责下的小组协调机制进行,由项目经理牵头组建相关技术人员构成的项目小组,在分工明确的基础上,相互配合。在经费管理上,按公司研发项目立项管理制度、研发项目费用核算管理制度操作规范,利用企业自有资金,由公司自主立项,实行专款专用,保证项目顺利实施。 本技术转化的了多款新产品,已进行产业化应用,客户满意度极高,产品技术创新,产品性能稳定,目前未出现明显问题。 6、历年获奖情况 本项目目前已获得一项发明专利。