一种聚酰胺组合物及其制备方法和应用与流程

本发明属于改性塑料，涉及一种聚酰胺组合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、目前，电子高度集成化发展使得精度高、全自动化的无铅回流焊取代了传统的手工焊接和波峰焊接成为行业内的主流，但同时也对产品提出了更高的要求，密度更高的封装使得产品不断变小、产品壁不断变薄，而回流焊的温度相较于波峰焊的提升十分显著，因此造成单位物质承受了更高的热量，使得黄变和起泡成为了行业的痛点。

2、行业一直使用的含卤阻燃高温尼龙以其高热稳定性、低挥发性、高耐黄变及低起泡受到行业内的称赞，但是欧洲开始全面走向无卤化，使得各终端也开始选择无卤高温尼龙产品；但是由于高温尼龙的加工温度较高(基本均大于300℃，大多数会达到350℃)，而无卤阻燃使用的含磷阻燃剂均为二乙基次膦酸铝，虽然二乙基次膦酸铝的热稳定性已经是目前工业化的无卤阻燃剂中最好的，但是在加工中遇到剪切的情况下仍然不可避免的出现分解，产生少量的酸性物质，这些酸性物质在后继的回流焊制程中会显著催化尼龙的老化，造成产品出现明显的黄变；同时这些小分子在高温下会有挥发趋势，进而造成以气体的形式逸散，造成材料出现起泡，而起泡会显著影响材料的尺寸和电学安全性，并可能造成开裂等问题。

3、无卤阻燃高温尼龙高温后的黄变和起泡是这个行业的通病，针对上述问题，行业内进行了很多尝试，有现有技术中提出采用硼酸锌稳定二乙基次膦酸铝，减少其高温下的分解；又或者提出使用氧化锌和分子筛等具有表面吸附作用的物质对小分子进行吸附，减少分解产物对其影响；但是在实际使用中，硼酸锌虽然对颜色稳定有一定的帮助，但是效果并不明显，完全不能满足行业的需求；氧化锌和分子筛虽然对初始颜色有较大的改善，但是在经过多次高温后，吸收的酸性小分子会被释放，进而造成产品后期出现剧烈的黄变。

4、因此，如果改善或避免无卤阻燃高温尼龙材料遇高温后会黄变和起泡的现象，是亟需解决的问题。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提出了一种聚酰胺组合物及其制备方法和应用。通过添加特定的硅藻土，成功解决了高温尼龙材料高温下颜色变化大，起泡性差的问题；同时硅藻土和阻燃剂对阻燃性有着显著的协同作用，可以显著降低阻燃剂的用量，更进一步的减小了起泡和黄变的风险。

2、具体通过以下技术方案实现：

3、一种聚酰胺组合物，按重量份计，包括以下组分：

4、

5、所述硅藻土中三氧化二铁的含量≤1.5％。硅藻土中三氧化二铁的含量通过能量色散x射线谱仪(eds)进行测试，方法如下：将样品粉末均匀涂抹在导电胶表面，进行喷金，然后在扫描电镜的eds模块下进行元素含量检测。

6、进一步地，所述半芳香族聚酰胺衍生自以下重复单元：50mol％的基于对苯二甲酸的重复单元和50mol％的基于二胺的重复单元。

7、所述基于二胺的重复单元选自nh(c2h4nh2)2、h2n[c2h4nh]2c2h4nh2、h2n[c2h4nh]3c2h4nh2、nh[(ch2)4nh2]2、nh[(ch2)5nh2]2、nh[(ch2)6nh2]2、nh[(ch2)7nh2]2、nh[(ch2)8nh2]2、nh[(ch2)9nh2]2、nh[(ch2)10nh2]2、nh[(ch2)11nh2]2、n[(ch2)12nh2]3、nh[(ch2)13nh2]2、nh[(ch2)14nh2)2、nh[(ch2)15nh2]2、nh[(ch2)16nh2]2、nh[(ch2)17nh2]2、nh[(ch2)18nh2]2、h2n(h2c)10nh(ch2)5nh2、h2n(h2c)10nh(ch2)6nh2、h2n(h2c)10nh(ch2)7nh2、h2n(h2c)10nh(ch2)8nh2、h2n(h2c)10nh(ch2)9nh2、h2n(h2c)10nh(ch2)11nh2、h2n(h2c)10nh(ch2)12nh2、h2n(h2c)9nh(ch2)6ch(ch3)ch2nh2、h2n(h2c)9nhch2ch(ch3)(ch2)6nh2、nh[(ch2)6ch(ch3)ch2nh2]2、nh[ch2ch(ch3)(ch2)6nh2]2中的一种或几种。

8、优选地，所述半芳香族聚酰胺为pa6t或pa10t，优选pa10t。

9、进一步地，所述硅藻土的d50粒径≤10μm。通过添加规定粒径和三氧化三铁含量的硅藻土，一方面可以显著降低阻燃剂的用量，减少了阻燃剂产生酸性小分子的风险，同时保证获得较好阻燃效果；另一方面，添加规定粒径和三氧化三铁含量的硅藻土，起到了高温下较好的酸性小分子吸附效果，从而显著改善起泡和炉前后的颜色。

10、进一步地，所述无卤阻燃剂为二乙基次膦酸铝。

11、进一步地，所述增强填料为纤维状强化材料或二维平面强化材料中的一种或多种。

12、进一步地，所述纤维状强化材料为玻璃纤维和碳纤维中的一种或两种，所述二维平面强化材料为滑石粉和云母中的一种或两种。优选地，所述增强填料为玻璃纤维。

13、进一步地，所述聚酰胺组合物还包括0.5-1份的流动改性剂。具体地，所述流动改性剂可以选自褐煤酸钠、硬脂酸锂、硬脂酸钠、氧化聚乙烯蜡或氧化丙烯蜡中的一种或多种。

14、进一步地，所述聚酰胺组合物还包括0.5-1份的助剂。具体地，所述助剂为抗氧剂和润滑剂中的一种或两种。

15、具体地，所述抗氧剂可以选自受阻酚类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂、硫醚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或多种。

16、本发明还提供上述聚酰胺组合物的制备方法，包括如下步骤：

17、按照配比称取各组分，将除增强填料和无卤阻燃剂以外的各组分预混合后，投入到挤出机的下料口中，同时将增强填料加入到挤出机的第一侧喂料口中，将无卤阻燃剂加入到第二侧喂料口中，在290-330℃的加工温度下，熔融共混得到所述聚酰胺组合物。

18、本发明还提供上述聚酰胺组合物在制备电子电气制件中的应用，尤其适用于无铅回流焊工艺中，例如可用于制备type-c、usb和pcie等接口。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、1.单独使用二乙基次膦酸铝时，若要使阻燃性能达到合规，必须使用大量的二乙基次膦酸铝，但由于二乙基次膦酸铝用量大，因此高温下产生的小分子量很多，如果吸附物的活性或表面积不够，是不能够完全吸附的，而且也容易在高温下产生脱附，而硅藻土的表面积大、孔洞多，同时主要组成为二氧化硅等高耐酸性的物质，具有非常好的吸附效果和吸附稳定性，能够保证材料的耐黄变性能和耐起泡性能；另外，硅藻土由于其微观的多孔蓬松结构，以及高温下对酸性小分子的吸附作用，因此会起到很好的填补碳层的作用，使得碳层密实不透气，显著提升了阻燃效果。

21、2.硅藻土价格低廉，即使较好的控制金属氧化物杂质含量和粒径，价格也仅在30rmb/kg左右，而阻燃剂的目前价格为90rmb/kg，可以起到极大的降低成本作用。

技术特征：

1.一种聚酰胺组合物，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其特征在于，所述硅藻土的d50粒径≤10μm。

3.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其特征在于，所述无卤阻燃剂为二乙基次膦酸铝。

4.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其特征在于，所述增强填料为纤维状强化材料或二维平面强化材料中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的聚酰胺组合物，其特征在于，所述纤维状强化材料为玻璃纤维和碳纤维中的一种或两种，所述二维平面强化材料为滑石粉和云母中的一种或两种。

6.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其特征在于，还包括0.5-1份的流动改性剂，优选流动改性剂为褐煤酸钠、硬脂酸锂、硬脂酸钠、氧化聚乙烯蜡或氧化丙烯蜡中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其特征在于，还包括0.5-1份的助剂，所述助剂为抗氧剂和润滑剂中的一种或两种。

8.一种根据权利要求1-7任一项所述的聚酰胺组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求1-7任一项所述聚酰胺组合物在制备电子电气制件中的应用。

技术总结
本发明公开了一种聚酰胺组合物及其制备方法和应用，所述聚酰胺组合物按重量份计，包括以下组分：半芳香族聚酰胺38‑65份；无卤阻燃剂10‑20份；增强填料15‑50份；硅藻土1‑3份；所述硅藻土中三氧化二铁的含量≤1.5％。本发明通过添加特定的硅藻土，成功解决了高温尼龙材料高温下颜色变化大，起泡性差的问题；同时硅藻土和阻燃剂对阻燃性有着显著的协同作用，可以显著降低阻燃剂的用量，更进一步的减小了起泡和黄变的风险。

技术研发人员：解明晨,钟一平,麦杰鸿,姜苏俊,曹民,徐显骏
受保护的技术使用者：珠海万通特种工程塑料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11