高耐热性、高尺寸稳定性的ppa改性材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及高分子材料【技术领域】，尤其涉及一种高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料及其制备方法；它包括以下重量份的原料：聚邻苯二酰胺30-60份、聚酰胺9T8-20份、填充增强剂10-15份、主阻燃剂5-8份、辅阻燃剂1-5份、抗氧化剂0.3-0.5份、润滑剂0.4-0.9份、成核剂0.5-0.9份、防缩水剂0.5-0.9份；本发明具有极佳的机械强度，拉伸强度、弯曲强度得到提高，还具有较强的抗冲击性能及加工性能，产品质量稳定，尤其适用于在LED支架制造中的应用。本发明的制备方法，制备方法简单，易于加工，生产成本低，有利于普遍推广应用。
【专利说明】高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高分子材料【技术领域】，尤其涉及一种高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]聚邻苯二酰胺(Polyphthalamide，PPA)是以对苯二甲酸或邻苯二甲酸为原料的半芳香族聚酰胺。PPA是一种半结晶性热塑性芳香族聚酰胺，俗称芳香族高温尼龙，它是一种耐高温的材料，熔点介于310~325°C之间。PPA具有以下基本特性:1、比脂肪类聚酰胺如PA66更结实坚硬；2、对水分的敏感度更低、热性能更好；3、耐蠕变、疲劳和耐化学品性能优秀；4、玻璃增强的PPA树脂有很高的热变形温度(Heat Deflection Temperature, HDT)值，能耐受很高温度的短期作用；5、在正常环境条件下，PPA树脂通常对脂肪烃、芳香烃、氯代烃、酯、酮、醇和大多数水溶液表现出优秀的抗溶性。
[0003]在高温高湿状态下，PPA的抗拉强度比尼龙6高20%，比尼龙66更高；PPA材料的弯曲模量比尼龙高20%，硬度更大，能抗长时间的拉伸蠕变；且PPA的耐汽油、耐油脂和冷却剂的能力也比PA强；PPA具有优越的环保性能，可达到美国FDA级。PPA的吸水率比通用增强PA6或PA66低很多，即使是在冷水中浸泡几年时间，其拉伸强度也可以保持80 %以上。
[0004]聚酰胺都吸收一定的水分，引起增塑作用和尺寸改变。例如PA66，其在_5°C下，相对湿度为100%时，能吸收8~9%的水分，这使其玻璃化温度(Tg)由6.5°C降到-20°c，尺寸增长2~3%。因其尺寸稳定性较差，加工较为困难，限制了其使用范围。而且现有的改性PPA材料的价格较高、耐热性能较差。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种尺寸稳定性较好、加工较为容易的高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料及其制备方法。
[0006]本发明是通过以下技术方案来实现的。
[0007]一种高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料，它包括以下重量份的原料:
聚邻苯二酰胺 30-60份
聚酰胺9T8-20份
填充增强剂 10-15份 主阻燃剂5-8份
辅阻燃剂1-5份
抗氧化剂0.3-0.5份
润滑剂0.4-0.9份
成核剂0.5-0.9份
防缩水剂0.5-0.9份。
[0008]优选地，它包括以下重量份的原料:聚邻苯二酰胺 35-40份 聚酰胺9T8-12份
填充增强剂 10-15份 主阻燃剂5-8份
辅阻燃剂3-5份
抗氧化剂0.3-0.5份
润滑剂0.4-0.6份
成核剂0.5-0.6份
防缩水剂0.7-0.9份。
[0009]优选地，它包括以下重量份的原料:
聚邻苯二酰胺 55-60份 聚酰胺9T15-20份
填充增强剂10-15份
主阻燃剂5-8份
辅阻燃剂1-3份
抗氧化剂0.3-0.5份
润滑剂0.7-0.9份
成核剂0.7-0.9份
防缩水剂0.5-0.6份。
[0010]更优选地，它包括以下重量份的原料:
聚邻苯二酰胺 58份
聚酰胺9T15份
填充增强剂15份
主阻燃剂8份
辅阻燃剂2份
抗氧化剂0.5份
润滑剂0.9份
成核剂0.8份
防缩水剂0.5份。
[0011]其中，所述填充增强剂为玻璃长纤维；所述主阻燃剂为三氧化二锑；所述辅阻燃剂为氢氧化铝或者氢氧化镁；所述抗氧化剂为抗氧化剂1098 ;所述润滑剂氧化聚乙烯蜡；所述成核剂为尼龙专用成核剂P22 ;所述防缩水剂为聚酰胺防缩水剂。
[0012]聚酰胺防缩水剂由纳米级纤维制得，有效提高聚酰胺的结晶作用，提升材料的机械性能、热性能及加工性能，其具有以下特点:1、高结晶度使材料的机械性能、热性能得到大幅提升，2、大幅提升稳定抗位移能力，尺寸稳定抗翘曲性能突出，改善了制品尺寸稳定性，3、极快的结晶速 率，使产品定型稳定性提高，缩短成型周期，提高生产效率，脱模性能优异(产品成型时间缩短30%-50%)，4、减小制品后收缩，防止制品应力开裂，提升和改善制品表面光泽度，5、通过食品、药品级认证，满足较高环保要求，6、优异的表面处理，高效的表面能，促使纳米材料均匀分散在材料中，不团聚，克服材料易团聚、分散不均匀的难题，完全释放纳米效应。聚酰胺防缩水剂可选用东莞市高燊化工有限公司的型号GSC-3239的聚酰胺防缩水剂。
[0013]进一步的，它还包括1-3重量份的钛白粉。所述钛白粉为胶体钛白粉，粒径大小为1500-4000目。钛白粉是碳元素的一种同素异形体，化学稳定性好，质软，导电导热性良好，具有润滑的作用。钛白粉具有良好的光吸收特性，能够有效吸收光线，降低本发明PPA的透光度。
[0014]进一步地，它还包括0.1-0.3重量份的紫外线吸收剂UV-234。紫外线吸收剂UV-234是一种高效防老化剂，能吸收紫外光，具有色浅、无毒、相容性好、迁移性小、易于加工等特点。它对聚合物有最大的保护作用，并有助于减少色变，同时延缓和阻滞物理性能损失。紫外线吸收剂UV-234与抗氧剂1098协同作用，可大幅提升本发明的耐老化性能，延长产品使用寿命。
[0015]一种高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料的制备方法，它由以下方法步骤组成: A、按重量份称取原料，并对所述原料分别进行干燥处理；聚邻苯二酰胺干燥处理温度1200C _140°C，干燥处理时间3-4h，聚酰胺9T干燥处理温度105°C _115°C，干燥处理时间3-4h ；
B、将干燥好的聚邻苯二酰胺和聚酰胺9T加到高速混合机中，并加入除填充增强剂的剩余原料，进行高速混合10-15min，将混合好的物料放入到干燥箱中100_1101:干燥2-311 ；
C、将充分混合并干燥的原料投入到双螺杆挤出机中，加入填充增强剂进行增强填充挤出造粒，制得高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料。
[0016]其中，所述步骤C中，双螺杆挤出机的各段温度设定为:一区温度280~295°C，二区温度270~280°C，三区温度270~280°C，四区温度270~280°C，五区温度270~280°C，六区温度270~280°C，七区温度270~280°C，八区温度270~280°C，机头温度为280~295。。。
[0017]其中，所述步骤C中，充分混合的原料在所述双螺旋挤出机的转速为300-600转/分，双螺杆挤出机内压力为12~18MPa。
[0018]本发明的有益效果:本发明引入聚酰胺9T，聚酰胺9T可以很好地与聚邻苯二酰胺材料融合，从而增加其流动性，使加工过程简单化；本发明通过各原料的合理复配，获得综合性能优异的PPA材料，其耐热好，难燃，具有极佳的机械强度，拉伸强度、弯曲强度得到提高，还具有较强的抗冲击性能及加工性能，同时兼具防老化和透光效果，产品质量稳定。本发明制备的PPA材料的价格为2万元/吨左右，比现有PPA材料的6-8万元/吨降低67%以上，大大降低生产成本，性价比高，便于推广及回收利用，尤其适用于在LED支架制造中的应用。
[0019]本发明的一种高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料的制备方法，制备方法简单，易于加工，生产成本低，有利于普遍推广应用。
【具体实施方式】
[0020]下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
[0021]实施例1。[0022]一种高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料，它包括以下重量份的原料:聚邻苯二酰胺30份、聚酰胺9T 20份、填充增强剂玻璃长纤维10份、主阻燃剂三氧化二锑8份、辅阻燃剂氢氧化铝1份、抗氧化剂1098 0.5份、润滑剂氧化聚乙烯蜡0.4份、尼龙专用成核剂P220.9份、聚酰胺防缩水剂0.5份。
[0023]一种高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料的制备方法，它由以下方法步骤组成:
A、按重量份称取原料，并对所述原料分别进行干燥处理；聚邻苯二酰胺干燥处理温度120°C，干燥处理时间4h，聚酰胺9T干燥处理温度105°C，干燥处理时间4h ；
B、将干燥好的聚邻苯二酰胺和聚酰胺9T加到高速混合机中，并加入除填充增强剂的剩余原料，进行高速混合lOmin，将混合好的物料放入到干燥箱中110°C干燥2_h ；
C、将充分混合并干燥的原料投入到双螺杆挤出机中，加入填充增强剂进行增强填充挤出造粒，制得高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料。
[0024]其中，所述步骤C中，双螺杆挤出机的各段温度设定为:一区温度280°C，二区温度2700C，三区温度270°C，四区温度270°C，五区温度270°C，六区温度270°C，七区温度270°C，八区温度270°C，机头温度为280°C。
[0025]其中，所述步骤C中，充分混合的原料在所述双螺旋挤出机的转速为300转/分，双螺杆挤出机内压力为18MPa。
[0026]实施例2。
[0027]—种高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料，它包括以下重量份的原料:聚邻苯二酰胺40份、聚酰胺9T 12份、填充增强剂玻璃长纤维10份、主阻燃剂三氧化二锑8份、辅阻燃剂氢氧化镁3份、抗氧化剂1098 0.5份、润滑剂氧化聚乙烯蜡0.4份、尼龙专用成核剂P22 0.6份、聚酰胺防缩水剂0.7份、钛白粉2份。
[0028]一种高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料的制备方法，它由以下方法步骤组成:
A、按重量份称取原料，并对所述原料分别进行干燥处理；聚邻苯二酰胺干燥处理温度125°C，干燥处理时间3.5h，聚酰胺9T干燥处理温度110°C，干燥处理时间3.5h ；
B、将干燥好的聚邻苯二酰胺和聚酰胺9T加到高速混合机中，并加入除填充增强剂的剩余原料，进行高速混合12min，将混合好的物料放入到干燥箱中105°C干燥2.5h ；
C、将充分混合并干燥的原料投入到双螺杆挤出机中，加入填充增强剂进行增强填充挤出造粒，制得高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料。
[0029]其中，所述步骤C中，双螺杆挤出机的各段温度设定为:一区温度285°C，二区温度275 0C，三区温度275 °C，四区温度275 °C，五区温度275 °C，六区温度275 °C，七区温度275 °C，八区温度275°C，机头温度为285°C。
[0030]其中，所述步骤C中，充分混合的原料在所述双螺旋挤出机的转速为350转/分，双螺杆挤出机内压力为14MPa。
[0031]实施例3。
[0032]一种高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料，它包括以下重量份的原料:聚邻苯二酰胺55份、聚酰胺9T 20份、填 充增强剂玻璃长纤维15份、主阻燃剂三氧化二锑5份、辅阻燃剂氢氧化铝1份、抗氧化剂1098 0.5份、润滑剂氧化聚乙烯蜡0.7份、尼龙专用成核剂P22 0.7份、聚酰胺防缩水剂0.5份、钛白粉1份、紫外线吸收剂UV-234 0.2份。
[0033]—种高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料的制备方法，它由以下方法步骤组成:
A、按重量份称取原料，并对所述原料分别进行干燥处理；聚邻苯二酰胺干燥处理温度130°C，干燥处理时间3.6h，聚酰胺9T干燥处理温度110°C，干燥处理时间3.6h ；
B、将干燥好的聚邻苯二酰胺和聚酰胺9T加到高速混合机中，并加入除填充增强剂的剩余原料，进行高速混合13min，将混合好的物料放入到干燥箱中105°C干燥2.5h ；
C、将充分混合并干燥的原料投入到双螺杆挤出机中，加入填充增强剂进行增强填充挤出造粒，制得高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料。
[0034]其中，所述步骤C中，双螺杆挤出机的各段温度设定为:一区温度290°C，二区温度2800C，三区温度280°C，四区温度280°C，五区温度280°C，六区温度280°C，七区温度280°C，八区温度280°C，机头温度为285°C。[0035]其中，所述步骤C中，充分混合的原料在所述双螺旋挤出机的转速为400转/分，双螺杆挤出机内压力为16MPa。
[0036]实施例4。
[0037]—种高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料，它包括以下重量份的原料:聚邻苯二酰胺58份、聚酰胺9T 15份、填充增强剂玻璃长纤维15份、主阻燃剂三氧化二锑8份、辅阻燃剂氢氧化镁2份、抗氧化剂1098 0.5份、润滑剂氧化聚乙烯蜡0.9份、尼龙专用成核剂P22 0.8份、聚酰胺防缩水剂0.5份、紫外线吸收剂UV-234 0.3份。
[0038]一种高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料的制备方法，它由以下方法步骤组成:
A、按重量份称取原料，并对所述原料分别进行干燥处理；聚邻苯二酰胺干燥处理温度135°C，干燥处理时间4h，聚酰胺9T干燥处理温度115°C，干燥处理时间4h ；
B、将干燥好的聚邻苯二酰胺和聚酰胺9T加到高速混合机中，并加入除填充增强剂的剩余原料，进行高速混合14min，将混合好的物料放入到干燥箱中110°C干燥3h ；
C、将充分混合并干燥的原料投入到双螺杆挤出机中，加入填充增强剂进行增强填充挤出造粒，制得高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料。
[0039]其中，所述步骤C中，双螺杆挤出机的各段温度设定为:一区温度295°C，二区温度2800C，三区温度280°C，四区温度280°C，五区温度280°C，六区温度280°C，七区温度280°C，八区温度280°C，机头温度为290°C。
[0040]其中，所述步骤C中，充分混合的原料在所述双螺旋挤出机的转速为500转/分，双螺杆挤出机内压力为17MPa。
[0041]实施例5。
[0042]一种高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料，它包括以下重量份的原料:聚邻苯二酰胺60份、聚酰胺9T 8份、填充增强剂玻璃长纤维15份、主阻燃剂三氧化二锑5份、辅阻燃剂氢氧化镁5份、抗氧化剂1098 0.3份、润滑剂氧化聚乙烯蜡0.9份、尼龙专用成核剂P22 0.5份、聚酰胺防缩水剂0.9份。
[0043]一种高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料的制备方法，它由以下方法步骤组成:A、按重量份称取原料，并对所述原料分别进行干燥处理；聚邻苯二酰胺干燥处理温度140°C，干燥处理时间3.8h，聚酰胺9T干燥处理温度115°C，干燥处理时间4h ；
B、将干燥好的聚邻苯二酰胺和聚酰胺9T加到高速混合机中，并加入除填充增强剂的剩余原料，进行高速混合15min，将混合好的物料放入到干燥箱中108°C干燥2.Sh ；
C、将充分混合并干燥的原料投入到双螺杆挤出机中，加入填充增强剂进行增强填充挤出造粒，制得高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料。
[0044]其中，所述步骤C中，双螺杆挤出机的各段温度设定为:一区温度290~。C，二区温度280°C，三区温度280°C，四区温度280°C，五区温度280°C，六区温度280°C，七区温度2800C，八区 温度280°C，机头温度为290°C。
[0045]其中，所述步骤C中，充分混合的原料在所述双螺旋挤出机的转速为600转/分，双螺杆挤出机内压力为18MPa。
[0046]实施例f实施例5制备的高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料进行测试，见表1。
[0047]表1。
[0048]
【权利要求】
1.一种高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料，其特征在于:它包括以下重量份的原料: 聚邻苯二酰胺 30-60份 聚酰胺9T8-20份 填充增强剂 10-15份 主阻燃剂5-8份 辅阻燃剂1-5份 抗氧化剂0.3-0.5份 润滑剂0.4-0.9份 成核剂0.5-0.9份 防缩水剂0.5-0.9份。
2.根据权利要求1所述的一种高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料，其特征在于:它包括以下重量份的原料: 聚邻苯二酰胺 35-40份 聚酰胺9T8-12份 填充增强剂 10-15份 主阻燃剂5-8份 辅阻燃剂3-5份 抗氧化剂0.3-0.5份 润滑剂0.4-0.6份 成核剂0.5-0.6份 防缩水剂0.7-0.9份。
3.根据权利要求1所述的一种高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料，其特征在于:它包括以下重量份的原料: 聚邻苯二酰胺 55-60份 聚酰胺9T15-20份 填充增强剂10-15份 主阻燃剂5-8份 辅阻燃剂1-3份 抗氧化剂0.3-0.5份 润滑剂0.7-0.9份 成核剂0.7-0.9份 防缩水剂0.5-0.6份。
4.根据权利要求1所述的一种高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料，其特征在于:它包括以下重量份的原料: 聚邻苯二酰胺 58份 聚酰胺9T15份 填充增强剂15份 主阻燃剂8份辅阻燃剂2份 抗氧化剂0.5份 润滑剂0.9份 成核剂0.8份 防缩水剂0.5份。
5.根据权利要求4任意一项所述的一种高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料，其特征在于:所述填充增强剂为玻璃长纤维；所述主阻燃剂为三氧化二锑；所述辅阻燃剂为氢氧化铝或者氢氧化镁；所述抗氧化剂为抗氧化剂1098 ;所述润滑剂为氧化聚乙烯蜡；所述成核剂为尼龙专用成核剂P22 ;所述防缩水剂为聚酰胺防缩水剂。
6.根据权利要求1所述的一种高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料，其特征在于:它还包括1-3重量份的钛白粉。
7.根据权利要求1所述的一种高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料，其特征在于:它还包括0.1-0.3重量份的紫外线吸收剂UV-234。
8.权利要求1-7任意一项所述的一种高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料的制备方法，其特征在于:它由以下方法步骤组成: A、按重量份称取原料，并对所述原料分别进行干燥处理；聚邻苯二酰胺干燥处理温度1200C _140°C，干燥处理时间3-4h，聚酰胺9T干燥处理温度105°C _115°C，干燥处理时间3-4h ； B、将干燥好的聚邻苯二酰胺和聚酰胺9T加到高速混合机中，并加入除填充增强剂的剩余原料，进行高速混合10-15min，将混合好的物料放入到干燥箱中100_1101:干燥2-311 ； C、将充分混合并干燥的原料投入到双螺杆挤出机中，加入填充增强剂进行增强填充挤出造粒，制得高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料。
9.根据权利要求8所述的一种高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料的制备方法，其特征在于:所述步骤C中，双螺杆挤出机的各段温度设定为:一区温度280~295°C，二区温度270~280°C，三区温度270~280°C，四区温度270~280°C，五区温度270~280°C，六区温度270~280°C，七区 温度270~280°C，八区温度270~280°C，机头温度为280~295。。。
10.根据权利要求9所述的一种高耐热性、高尺寸稳定性的PPA改性材料的制备方法，其特征在于:所述步骤C中，充分混合的原料在所述双螺旋挤出机的转速为300-600转/分，双螺杆挤出机内压力为12~18MPa。
【文档编号】B29C47/92GK103834167SQ201410113408
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月25日 优先权日:2014年3月25日
【发明者】牛志宇 申请人:东莞市德颖光电有限公司