[发明专利]一种尼龙/聚苯乙烯合金微球及其制备方法与应用

说明书

本发明公开一种尼龙/聚苯乙烯合金微球及其制备方法与应用，其由含孔尼龙微球和以纳米或微米颗粒形式或/和以微米级连续态形式均匀分散于含孔尼龙微球的孔隙内和/或表面的聚苯乙烯组成，其中所述含孔尼龙微球的重量百分含量为25～95wt％，所述聚苯乙烯重量百分含量为5～75wt％；所述合金微球为粒径0.05～500μm的球形或近球形颗粒。所述尼龙/聚苯乙烯合金微球能够应用于色谱分离、药物传输和缓释、功能涂料和3D打印选择性激光烧结领域中。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域。更具体地，涉及一种尼龙/聚苯乙烯合金材料。

背景技术

聚酰胺(PA)俗称尼龙，为五大工程塑料中产量最大、品种最多、用途最广的品种，其中PA6具有拉伸强度高、耐磨和自润滑性能良好、冲击韧性好、耐油和耐弱酸弱碱性突出等优点，但其具有较大的吸水性、耐强酸强碱性差、干态和低温冲击强度低。聚苯乙烯(聚苯乙烯)是产量仅次于聚乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯的热塑性通用树脂，具有优良的透明性、廉价、刚性、电气性能、印刷性能和良好的加工流动性等特点，特别是卫生性良好；但其存在冲击强度低、耐热性差、易燃、化学稳定性比较差等缺点。对于聚苯乙烯和PA6来说，其固有的缺点是限制其更广泛应用的重要因素，因此必须针对某一应用领域，通过改性，提高其某些性能，扩大其应用范围。随着相容剂技术的开发，聚苯乙烯与PA6的共混改性越来越得到迅速发展，二者共混取长补短可以期望获得较好性能的共混物。

由于两者极性相差很大，导致聚苯乙烯和PA6简单的机械共混复合材料的性能并不是很理想。文献“尼龙6/聚苯乙烯共混物融合缝的形态及其对力学性能的影响”研究了不同比例尼龙和聚苯乙烯机械共混熔融缝的形态和对机械性能的影响。由于PA6和聚苯乙烯共混物在融合缝处出现相分离，分散相存在浓度梯度并平行于融合缝取向，产生应力集中，导致强度下降。因此需要通过一定的方法提高两者的相容性。原位聚合或双原位聚合是一种有效控制聚合物合金形貌的方法。刘燕等人系统阐述了双原位聚合法得到的PA6/聚苯乙烯体系的相容性的问题，研究发现通过原位聚合得到的合金体系两相间具有较好的相容性，但是关于尼龙与聚苯乙烯聚合物合金粉末的制备和性能研究并未受到关注。尼龙/聚苯乙烯复合粉末应用于选择性激光烧结近些年也有一定的研究，粉体的制备方法是通过机械搅拌的方式将两种聚合物粉末物理共混，并添加增容剂，一定程度上改善两者相容性。如文献“尼龙6/聚苯乙烯体系复合材料的选择性激光烧结”但是因为两种粉末颗粒间熔体粘度和强度的较大差异，使得合金粉末在烧结后两相间依然存在严重的相分离，烧结制品尺寸精度和力学强度差。因此，需要提供一种尼龙和聚苯乙烯的融合材料。该融合材料兼具聚苯乙烯和尼龙的优势，相对单一组分的微球具有高热稳定性和物理机械性能、低的吸水率，融熔后两相相容性好等特点。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题在于提供一种尼龙/聚苯乙烯合金微球。由该合金微球在同一微球颗粒中同时存在两种组分的聚合物，且两种组分呈交互贯穿网络结构，能够实现纳米尺度分散，无需相容剂，具有很好的相容性。由该合金微球组成的复合粉末与物理共混方式得到的复合粉末有明显不同，兼具聚苯乙烯和尼龙的优势，相对单一组分的微球具有高热稳定性和物理机械性能，低的吸水率，熔融后两相相容性好等特点。

本发明要解决的第二个技术问题在于提供一种尼龙/聚苯乙烯合金微球制备方法。

本发明要解决的第三个技术问题在于提供一种尼龙/聚苯乙烯合金微球的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种尼龙/聚苯乙烯合金微球，其由含孔尼龙微球和以纳米或微米颗粒形式或/和以微米级连续态形式均匀分散于含孔尼龙微球的孔隙内和/或表面的聚苯乙烯组成，其中所述含孔尼龙微球的重量百分含量为25～95wt％，所述聚苯乙烯重量百分含量为5～75wt％；所述合金微球为粒径0.05～500μm的球形或近球形颗粒。