一种磷腈衍生物改性mc尼龙及其制备方法
阅读说明：本技术 一种磷腈衍生物改性mc尼龙及其制备方法 (Phosphonitrile derivative modified MC nylon and preparation method thereof ) 是由 李爱元 孙向东 董艳杰 陈碧芬 彭振博 苏倡 张慧波 于 2021-06-25 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种磷腈衍生物改性MC尼龙及其制备方法,属于高分子材料改性技术领域。本发明公开了一种磷腈衍生物改性MC尼龙,包括质量百分比分别为85-95％的己内酰胺和5-15％的磷腈衍生物,还包括催化剂、助催化剂。本发明同时公开了磷腈衍生物改性MC尼龙的制备方法,包括将己内酰胺和磷腈衍生物加入反应器,加热熔融后加入催化剂,在真空下反应,待熔体温度升至140-160℃保温15-30min,解除真空并停止加热,再加入助催化剂,搅匀后迅速注入已预热的模具中,将装有反应体系的模具置于干燥箱中进行聚合反应,反应完毕,冷却脱模,得到磷腈衍生物改性MC尼龙。本发明通过简单的工艺提升了MC尼龙的拉伸强度等性能。(The invention relates to phosphonitrile derivative modified MC nylon and a preparation method thereof, belonging to the technical field of modification of high polymer materials. The invention discloses a phosphonitrile derivative modified MC nylon, which comprises 85-95% of caprolactam and 5-15% of phosphonitrile derivative by mass, a catalyst and a cocatalyst. Adding caprolactam and phosphazene derivative into a reactor, heating and melting, adding a catalyst, reacting under vacuum, keeping the temperature of the melt at 160 ℃ for 15-30min after the temperature of the melt rises to 140-. The invention improves the properties of the MC nylon such as tensile strength and the like through a simple process.)
技术领域
本发明属于高分子材料改性
技术领域
，具体涉及一种磷腈衍生物改性MC尼龙及其制备方法。背景技术
MC尼龙也称为浇铸尼龙，作为一种广泛应用的工程塑料，可以代替钢并具有出色的性能，它具有重量轻，强度高、自润滑、耐磨、防腐、绝缘等多种独特性能，几乎应用于所有工业领域。但MC尼龙也存在着耐酸性差、低温冲击强度低和吸水率大、易燃等缺点，因此限制了它的应用。
CN110872380B公开了一种石墨烯/MC尼龙纳米复合材料及其制备方法，该方案使用分散剂物理剥离石墨原料制备石墨烯分散液，可以在不需要对石墨烯进行表面处理的情况下，使石墨烯稳定、均匀地分散于MC尼龙中，改善了石墨烯/MC尼龙纳米复合材料的力学性能，但该方案使用的石墨烯价格昂贵、石墨烯本身容易团聚、石墨烯工业化过程复杂。而CN103232595A公开了一种改性MC尼龙，通过添加催化剂、活化剂，采用增强、增韧等技术提升性能，但是添加剂多，工艺复杂。因此，要研究一种新型的原料易得、制备过程简单安全、适合工业化的改性方式来改善MC尼龙性能。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供一种磷腈衍生物改性MC尼龙，由于磷腈衍生物与MC尼龙相容性好，可以提高MC尼龙的韧性。
本发明的上述目的可以通过下列技术方案来实现：
一种磷腈衍生物改性MC尼龙，所述的改性MC尼龙包括质量百分比分别为85-95％的己内酰胺和5-15％的磷腈衍生物。
作为优选，所述的磷腈衍生物包括六苯氧基环三磷腈、六苯胺基环三磷腈、六氟环三磷腈、五氟(苯氧基)环三磷腈、六对羧基苯氧基环三磷腈中的一种或多种。
作为优选，所述的改性MC尼龙还包括催化剂、助催化剂中的一种或两种。
进一步优选，所述的催化剂、助催化剂与己内酰胺的质量比为(1-3)：(4-7)：1000。
进一步优选，所述的催化剂包括氢氧化钠、甲醇钠中的一种或多种。
进一步优选，所述的助催化剂包括甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。
一种磷腈衍生物改性MC尼龙的制备方法包括：将己内酰胺和磷腈衍生物加入反应器，加热熔融，然后加入催化剂，在真空下反应，待熔体温度升至140-160℃保温15-30min，解除真空，停止加热，再加入助催化剂，搅匀后迅速注入已预热的模具中，将装有反应体系的模具置于干燥箱中进行聚合反应，反应完毕，冷却脱模，得磷腈衍生物改性MC尼龙。
作为优选，所述的加热熔融温度为140-160℃。
在该温度范围内，MC尼龙完全熔融，且不因温度过高而蒸发。
作为优选，所述的模具预热温度为170-190℃。
模具进行预热能够保护模具防止因为温度变化大导致的模具损坏和成型困难、裂纹等情况。
作为优选，所述的聚合过程温度为170-190℃，时间为25-45min。
在该聚合温度下，助催化剂开始发挥作用，若温度过低则不能聚合，而温度过高则使原料汽化甚至发生爆聚。
本发明的有益效果为：
1、磷腈衍生物具有阻燃性能，并与MC尼龙的相容性好，两者结合制备MC尼龙改性产品，不仅拓宽了磷腈衍生物的应用领域，更是大幅度提高了MC尼龙产品的拉伸强度、缺口冲击强度、耐酸性能及吸水性能。
2、改性MC尼龙的制备方法使生产成本降低5％，具有很高的经济效益及良好的应用前景，适合工业化生产。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
将占物料总质量95％的己内酰胺和5％的六苯氧基环三磷腈加入反应器中，开启真空泵减压加热熔融，在140℃时加入氢氧化钠，在真空下反应，待熔体温度升至140℃维持20min，解除真空，停止加热，加入助催化剂二苯基甲烷二异氰酸酯，搅匀，迅速注入已预热至180℃的模具中，将装有反应体系的模具置于温度为180℃的恒温干燥箱中聚合30min，冷却脱模，得到改性MC尼龙。
实施例2
将占物料总质量90％的己内酰胺和10％的六苯氧基环三磷腈加入反应器中，开启真空泵减压加热熔融，在160℃时加入氢氧化钠，在真空下反应，待熔体温度升至160℃维持23min，解除真空，停止加热，加入助催化剂甲苯二异氰酸酯，搅匀，迅速注入已预热至190℃的模具中，将装有反应体系的模具置于温度为190℃的恒温干燥箱中聚合28min，冷却脱模，得到改性MC尼龙。
实施例3
将占物料总质量93％的己内酰胺和7％的六苯胺基环三磷腈加入反应器中，开启真空泵减压加热熔融，在160℃时加入氢氧化钠，在真空下反应，待熔体温度升至160℃维持23min，解除真空，停止加热，加入助催化剂甲苯二异氰酸酯，搅匀，迅速注入已预热至190℃的模具中，将装有反应体系的模具置于温度为190℃的恒温干燥箱中聚合28min，冷却脱模，得到改性MC尼龙。
实施例4
将占物料总质量91％的己内酰胺和9％的五氟(苯氧基)环三磷腈加入反应器中，开启真空泵减压加热熔融，在155℃时加入甲醇钠，在真空下反应，待熔体温度升至155℃维持26min，解除真空，停止加热，加入助催化剂甲苯二异氰酸酯，搅匀，迅速注入已预热至165℃的模具中，将装有反应体系的模具置于温度为165℃的恒温干燥箱中聚合25min，冷却脱模，得到改性MC尼龙。
实施例5
将占物料总质量75％的己内酰胺和25％的六氟环三磷腈加入反应器中，开启真空泵减压加热熔融，在150℃时加入甲醇钠，在真空下反应，待熔体温度升至150℃维持30min，解除真空，停止加热，加入助催化剂二环己基甲烷二异氰酸酯，搅匀，迅速注入已预热至180℃的模具中，将装有反应体系的模具置于温度为180℃的恒温干燥箱中聚合40min，冷却脱模，得到改性MC尼龙。
对比例1
将物料改为100％的己内酰胺，其他与实施例1相同。
对比例2
将物料改为总质量94％己内酰胺和6％的氧化镁，其他与实施例1相同。
本发明各项技术指标检测方法如下：
(1)拉伸强度按GB/T 1040-2008测试；
(2)缺口冲击强度按GB/T 1043-2008测试；
(3)吸水性按GB/T 1034-2008测试；
(4)耐酸性能测试：将样品置于25℃的十八酸48h后，取出晾干称重，计算损失率。
本发明实施例1-5及对比例1-2中MC尼龙的性能测试结果如表1所示：
表1：实施例1-5及对比例1-2中MC尼龙的性能测试结果
从表1的测试结果可以看出，采用无机填料对MC尼龙进行改性，其拉伸强度较尼龙本体显著降低；而采用本发明磷腈衍生物对MC尼龙进行改性，其各项性能指标均得到大幅度提升，特别是当己内酰胺和磷腈衍生物的质量百分比分别为90％和10％时，各项指标提升的较明显。
综上所述，磷腈衍生物改性MC尼龙具有良好的拉伸强度，且己内酰胺和磷腈衍生物的质量百分比分在范围内时，各项性能指标得到较大幅度提升。并且本申请制备方法的生产成本降低，更加经济实用，适应于工业化生产。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。