一种聚酰胺组合物及其应用
【技术领域】
[0001 ]本发明属于高分子材料改性领域，具体涉及一种具有优异的耐热性，非常适合应 用于发光二极管(LED)的反射支架上的聚酰胺组合物。
【背景技术】
[0002] 发光二极管LED与白炽光源相比，需要电压更低、耗能更低、体积更小、使用寿命 长、亮度更高、响应时间更短等诸多优势，因此它们已在许多用途上替代了白炽光源，如交 通信号、内部和外部照明、手机显示屏、汽车显示屏以及闪光灯。
[0003] LED部件，如外壳、反射器以及反射器板要求拥有优异的颜色和物理特性，虽然陶 瓷可很好地应用于此，但陶瓷极其昂贵并且需要高要求的处理技术。然而聚合物组合物具 有相对较低成本，并可以通过注塑成型不同外观产品，因此，科研人员对聚合物组合物进行 了广泛的研究以替换陶瓷。
[0004] 聚合物组合物在LED上的应用，要求其具有良好不透光性和优异反射特性；同时需 特别注意以下问题，LED部件在制造过程或使用过程中，会暴露于光和高温环境下，容易导 致发黄而影响其对光的反射效果。譬如以下制造工艺值得注意，LED部件需加热到180°C左 右以便固化环氧树脂或硅封装剂;在进行SMT(表面贴装)时，LED部件会被暴露在高于260 °C的温度下;此外，在使用中，如LED部件用于汽车上，要长时间经受高于80°C的温度。
[0005] 在LED封装过程中，LED部件需加热至一定温度以使硅胶固化，这是LED封装必不可 少的环节，也是至关重要的环节。研究发现，在这个过程中很容易出现硅胶固化不完全甚至 完全不固化的问题，致使后期的生产工序无法进行，产品无法使用。
[0006] 综上得出，LED反射支架在暴露于光和热中时白度和反射率容易下降，并且在后续 封装过程中容易出现硅胶固化不完全甚至完全不固化的问题，而现有技术中对于上述问题 及解决上述问题的技术方案鲜有提及。
[0007] 本发明人经过大量实验惊讶地发现，通过控制聚酰胺组合物中镁元素与磷元素质 量比，不仅解决LED反射支架在暴露于光和热中时白度和反射率容易下降问题，且同时能够 避免聚酰胺组合物用于反射板出现硅胶固化不完全或完全不固化的问题。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于提供一种聚酰胺组合物，通过控制组合物中镁元素与磷元素质 量比，其不仅能实现高的白度，还能同时实现后期硅胶固化完全。
[0009] 本发明是通过以下技术方案实现的： 一种聚酰胺组合物，包括以下组份： A) 30-90重量份的半芳香族聚酰胺树脂； B) 10-50重量份的白色颜料和/或增强填料； 其中，该聚酰胺组合物中镁元素与磷元素的质量比为0.1-100:1，所述镁元素与磷元素 的质量比根据USEPA方法3052:1996，采用ICP-AES方法进行测量。
[0010]其中所述聚酰胺组合物中镁元素与磷元素的质量比优选为2-60 :1，更优选为10-35:1〇
[0011] 其中所述半芳香族聚酰胺树脂，参照ASTM D3418-2003,采用Perkin Elmer Diamond DSC分析仪，在氮气气氛，流速为40mL/min，测试时先以10°C /min升温至340°C，在 340°C保持2min，然后以10°C/min冷却到50°C，再以10°C/min升温至340°C的条件下测得的 熔点大于280°C; 其中所述半芳香族聚酰胺树脂，按照ISO 11443方法，使用毛细管流变仪LCR7000，在流 出口角度为120°、流道长度1.2英寸、流道直径0.03英寸、测试温度为熔点[(Tm)+10]°C、熔 融时间300s、剪切速率ΙΟΟΟ?Γ 1的条件下测得其熔体粘度为50-400Pa.s。
[0012] 其中所述半芳香族聚酰胺树脂由3-36个碳原子的脂肪族二胺、芳香族二酸或/和 脂肪族二酸形成的单元构成;其中脂肪族二胺优选6-10个碳原子的脂肪族二胺，更优选9或 10个碳原子的脂肪族二胺。9或10个碳原子的脂肪族二胺制备得到的聚酰胺，吸水率更低， 有利于耐老化性能。
[0013] 其中所述的白色颜料选自二氧化钛、氧化锌、硫化锌、铅白、硫酸锌、硫酸钡、碳酸 钙、氧化铝中的一种或多种。
[0014] 其中所述的增强填料包含纤维状、平板状、针状增强填料中的一种或多种，其中， 纤维状增强填料为玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、液晶聚合物(LCP)纤维、金属纤维 中的一种或多种;平板状增强填料为云母或滑石粉中的一种或其组合;针状增强填料为钛 酸钾晶须、硼酸铝晶须、碳酸钙晶须、硅灰石、海泡石、硬硅钙石、氧化锌晶须中的一种或多 种。
[0015] 优选地，增强填料还可以包括二氧化硅、氧化铝、碳酸钡、氮化铝、氮化硼、钛酸钾、 高岭土、粘土、叶腊石、膨润土、硅酸钙、绿坡缕石、硼酸铝、硫酸钙、硫酸钡、石棉、玻璃珠、石 墨、碳纳米管、碳化硅、絹云母、水滑石、二硫化钼、酚醛树脂、交联苯乙烯系树脂、交联丙烯 酸系树脂中的一种或多种。
[0016] 其中所述的镁元素来自含镁化合物，选自氧化镁、氢氧化镁、氯化镁、硫酸镁、硅酸 镁、碳酸镁、硝酸镁中的一种或多种。
[0017] 其中所述的磷元素来自含磷化合物，选自磷酸钾、磷酸钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢 钠、磷酸酯、亚磷酸酯、焦磷酸二氢二钠中的一种或其组合。
[0018] 优选地，聚酰胺组合物中还可以进一步包含0-10重量份的聚四氟乙烯、聚烯烃类、 乙烯-丙烯共聚物、乙烯-1-丁烯共聚物、丙烯-1-丁烯共聚物、聚苯乙烯类、脂肪族聚酰胺、 聚碳酸酯、聚缩醛、聚砜、聚苯醚、氟树脂、硅酮树脂、液晶聚合物(LCP)中的一种或其组合。
[0019] 根据不同的用途需要，本发明的聚酰胺组合物种还可以进一步包括0-10重量份的 抗氧化剂、光稳定剂、抗冲改性剂、阻燃剂、荧光增白剂、润滑剂、增塑剂、增稠剂、抗静电剂、 脱模剂、颜料中的一种或多种。
[0020] 本发明与现有技术相比，具有如下有益效果： 经过大量实验惊讶地发现，本发明将聚酰胺组合物中镁元素与磷元素质量比控制在 0.1-1000范围内，聚酰胺组合物的初始亨特白度值都在90以上，并且经180°C下老化4h之后 其亨特白度值仍能保持80以上；同时该聚酰胺组合物用于LED反射板不会出现硅胶固化不 完全或完全不固化的问题。
【附图说明】
[0021] 图1为硅胶固化测试时所需的聚酰胺组合物的试样图。
【具体实施方式】
[0022] 下面通过【具体实施方式】来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方 式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。
[0023]聚酰胺树脂： 耐高温尼龙，来自金发科技股份有限公司(Kingfa Sci. & Tech. Co., Ltd)，其恪体 粘度，按照ISO 11443方法，使用毛细管流变仪LCR7000，在温度为熔点(Tm)+10°C、剪切速率 lOOOs-Ι下进行测试；
增强填料 玻璃纤维:从欧文斯科宁复合材料公司(OCVTM Reinforcements)可商购的玻璃纤维 0CV 995〇
[0024]白色颜料 二氧化钛:从石原产业株式会社（Ishihara Sangyo Kaisha)可商购的PC-3由氯化物 法制造的金红石Ti02。
[0025]含磷化合物 含磷化合物l:Ultranox癒626为亚磷酸酯--(2,4_二叔丁基苯基）季戊四醇二亚 磷酸酯，从科聚亚公司（Chemtura)商购。
[0026]含磷化合物2:焦磷酸二氢二钠，从安徽中旭生物科技有限公司商购。
[0027]含镁化合物 氧化镁，从上海瑞玉光电材料有限公司商购。
[0028]润滑剂 润滑剂:从AmeriLubes，L. L. C商购的PED191，一种高分子量的氧化的聚乙烯蜡。
[0029] LED封装硅胶：从深圳永信仁科技有限公司商购的LED封装硅胶，UH-6950-UAB 胶)。
[0030]制备组合物的方法 使用高速搅拌机将干燥好的半芳香族聚酰胺树脂与含镁化合物、含磷化合物、润滑剂 等混合均匀，从双螺杆挤出机主喂料口加入，将二氧化钛与玻璃纤维通过侧喂料机加入双 螺杆挤出机，在230-330°C的设置温度下通过双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，得到粒状聚酰 胺组合物;然后将得到的粒状聚合物组合物在120°C除湿干燥5h，在260-335Γ的设置温度 下，通过注塑成型制备用于相关白度及硅胶固化测试所需的试样。各组分的配比及性能 测试结果如表1-3所示。
[0031 ]测量方法 (1) 亨特白度(W)测试 使用C