一、澆鑄尼龍簡介
尼龍材料以其強度高、硬度大、韌性好，低蠕變耐磨耗及化學穩定性好而著稱，澆鑄尼龍制品作為工程塑料之一，除具有普通尼龍材料的特點外，由于其分子量大、結晶度高，機械強度比一般尼龍高1.5倍，能直接鑄造成型幾十公斤乃至上百公斤大型機件，在冶金、化工．特別是當代機械裝備制造產業，應用前景十分廣闊。
澆鑄尼龍在機械方面作為減振耐磨材料代替有色金屬及合金鋼，自潤滑性使其不傷對磨件，減少磨耗，從而延長零件使用壽命，降低成本，并且降低了機械振動，磨擦噪音。在不宜加潤滑油的傳動磨耗領域（如醫療、衛生、食品行業等）更是表現出不可代替的價值。一個400公斤尼龍制品，它的實際體積相當于2.7噸鋼或3噸青銅，采用MC尼龍零部件，不僅實現了設備輕量化，提高了機械效率，而且一般使用壽命可提高4-5倍。
我國自七十年代開發引進MC尼龍。但由于技術、成本、原料供應等原因，至今MC尼龍制品一直沒有實現大規模自動化生產，且產品質量一直沒有較大的突破。而國內MC尼龍生產中使用的催化劑體系一直沒有大的改進，絕大多數廠家仍然是沿用NaOH+TDI體系。德國布呂格曼公司作為全球專業的尼龍添加劑生產商，推出新一代澆鑄尼龍專用催化劑及增韌改性劑，將為您解決現在生產上的問題及大幅度提高產品性能提供了極為有力的支持。
澆鑄尼龍與尼龍6的物性比較
性能 |
單位 |
尼龍6 |
MC尼龍 |
比重 |
g/cm3 |
1.14 |
1.14~1.16 |
吸水率 |
% |
1.6~2 |
0.9 |
熱變形溫度 |
0c |
45~50 |
120 |
熔點 |
0c |
215 |
225 |
線脹系數 |
10－5 / 0c |
8.3 |
4～7 |
抗拉強度 |
MPa |
74～78 |
75～110 |
抗拉彈性模量 |
MPa |
26000 |
40000 |
抗壓強度 |
MPa |
84 |
100～140 |
抗彎強度 |
k MPa |
100 |
140～170 |
抗彎彈性模量 |
MPa |
24000～26000 |
42000 |
沖擊強度（無缺口） |
KJ/m2或kg/ cm2 |
3.1(缺口） |
>500 |
伸長率 |
% |
150~200 |
20~30 |
硬度 |
(D、R、HB) |
R114 |
R110~120 |
摩擦系數 |
|
0.39 |
0.09～0.3 |
體積電阻 |
Ωcm |
1014~15 |
6×1012 |
表面電阻 |
Ω |
9.7×1014 |
9.7×1014 |
介電常數 |
60赫 |
4.1 |
3.5~6.5 |
擊穿電壓 |
KV/mm |
22 |
>15 |
二、傳統澆鑄尼龍的制備工藝
以NaOH/TDI體系為例
1、配方
己內酰胺：NaOH：TDI =1：0.002：0.003
2、澆鑄生產工藝（以真空脫水法為例）
①、將己內酰胺單體加熱熔融，加入0.2%的催化劑NaOH，攪勻，升溫抽真空，在110℃下保持15—20分鐘，水分含量需降至300ppm以下。
②、停止抽真空脫水后，加入0.3%的助催化劑TDI，攪勻后迅速澆鑄到模具中。通過烘箱使模溫保持在160℃-170℃，約15-20分鐘，聚合反應完畢。
③、脫模后的制品經水煮或油浴等熱處理和切削、打磨等機械加工，最終成為可供使用的產品。
根據制品的設計要求，可適當調整催化劑和助催化劑的添加量。當生產改性澆鑄尼龍需加入耐磨、增強、增韌組分時，需要加大催化劑和助催化劑的用量，以降低以上組分的阻聚影響。
三、新型澆鑄尼龍制備工藝-BRUGGOLEN®C10/C20P
1、C10/C20P體系的配方
己內酰胺：C10：C20P =1：0.015～0.030：0.015～0.030
出于經濟成本等因素的考慮，使用NaOH/C20P體系也可使聚合反應的分子量有較大幅度的提高，只是因為NaOH依舊會使制品顏色發黃。
2、因C10、C20P的常溫外觀都為白色小薄片，為了保證熔融混合均勻，C10、C20P應當分別熔于單獨的儲罐中。
3、C10/C20P體系澆鑄生產工藝
①、將己內酰胺分成兩份各50%，分別放入A、B兩個反應釜。接著按比例將C10、C20P分別放入A、B兩個反應釜，考慮增韌改性時，增韌劑C540應與C10同放于A反應釜。
②、將A、B兩個反應釜升溫至110-140℃左右，真空脫水15-20分鐘。
③、在混合容器中快速將A、B兩釜中的物料混合，并加入預熱165-170℃左右的模具中進行聚合。
④、保溫15-20分鐘后脫模取出制品，聚合反應完成。
⑤、脫模后的制品經水煮或油浴等熱處理和切削、打磨等機械加工，最終成為可供使用的產品。
澆鑄生產流程圖：
4、催化劑的加入將會有一段誘導活化時間，隨后聚合反應迅速進行，分子量快速上升，見下圖：
四、BRUGGOLEN®C10/C20P體系的經濟價值
BRUGGOLEN®C10 用作己內酰胺陰離子聚合反應的催化劑，連同助催化劑C20P組成的催化劑體系，使澆鑄尼龍制品能夠在較短的生產周期（不到10分鐘即可脫模），較低的澆鑄溫度（熔融溫度110-140℃，模溫130-170℃）取得穩定優秀的品質效果。
使用BRUGGOLEN®C10/C20P體系有如下優點：
得益于BRUGGOLEN®C系列極小的含水量和高效的催化活性，聚合反應充分進行，分子量可達8W，分布較窄。由此得到了綜合機械性能非常優秀的澆鑄制品。
模具保溫時間可節約三分之一以上，10分鐘即可得到均勻的澆鑄制品，生產效率大為提高。
由于BRUGGOLEN®C系列極小的含水量和高效的催化活性，不必因為阻聚作用而使用高溫進行澆鑄聚合。
適宜的澆鑄溫度使得氣泡得到減少。另外極低的含水量同樣大幅度減少氣泡和縮孔，應力問題也得以解決。
BRUGGOLEN®C系列較低的含水量使得在較短的抽真空時間里達到300ppm以下，提高了生產效率。
相較于NaOH/TDI體系，制品色澤好，C10極大的改善了制品發黃的弊端，且C20P用在淺色制品上可以使著色更加均勻。
符合環保使用要求，毒性低，氣味輕，腐蝕性小。
五、澆鑄尼龍增韌改性劑-————BRUGGOLEN®C540
由于澆鑄尼龍自身特點及現有生產工藝所限，各生產廠家不同程度的存在制品易開裂變形，實際使用中發脆斷裂等現象。BRUGGOLEN®C540作為一種專門針對澆鑄尼龍開發的增韌劑，取代六磷銨和十二內酰胺等傳統增韌劑。根據不同的產品定位設計，調整C540的添加量，可滿足不同領域的使用要求。具體數據如下：
經過增韌的澆鑄尼龍的性能 |
BRUGGOLEN®C540的添加量 |
性能項目 |
單位 |
測試標準 |
10% |
15% |
20% |
25% |
密度 |
g/cm3 |
ISO1183 |
1.13 |
1.13 |
1.12 |
1.11 |
拉伸強度 |
N/mm2 |
ISO 527 |
53 |
41 |
31 |
23 |
抗沖擊強度（23℃） |
kJ/m2 |
ISO 180 |
14 |
43 |
60 |
72 |
抗沖擊強度（-40℃） |
kJ/m2 |
ISO 180 |
8 |
10 |
24 |
32 |
球壓硬度 |
N/mm2 |
ISO2039
Part1 |
120 |
85 |
62 |
55 |
硬度 |
Shore D |
ISO 868 |
80 |
78 |
75 |
60 |
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澆鑄尼龍新型添加劑》產品應用