一種阻燃增強半芳香族尼龍/聚苯醚複合材料及其製備方法與流程
2023-06-15 00:22:06 2
本發明屬於高分子材料
技術領域：
，涉及一種阻燃增強半芳香族尼龍/聚苯醚複合材料及其製備方法。
背景技術：
：半芳香族尼龍是由脂肪族二胺或二酸與帶芳香環的二酸或二胺，經熔融縮聚製得，是芳香族尼龍的一種。由於尼龍分子主鏈引入了芳環結構，因而尼龍產品的耐熱性能和力學性能得到了提高，同時吸水率也有不同程度的降低，並且有較好的性價比，是介於通用工程塑料尼龍和耐高溫工程塑料PEEK之間的高耐熱性樹脂，主要用於汽車和電子電氣工業中。由於半芳香族尼龍與尼龍66相比，其最大的優勢是耐熱性優良和較低的吸水率；同時，與全芳香族尼龍相比，具有加工流動性好，容易加工的特性。因此，隨著高新技術的迅速發展和環保事業的需要，市場需求呈上升趨勢，應用開發也有新的進展。聚苯醚(簡稱PPE或PPO)是一種具有良好的力學性能、化學穩定性、介電性能、耐熱性以及阻燃性，是一種高性能的熱塑性工程塑料。自從GE公司1966年推出第一代改性聚苯醚產品後，聚苯醚產業迅速發展，已經成為繼PA、PC、POM的第四大工程塑料。未經改性的聚苯醚具有良好的力學性能、耐熱性、尺寸穩定性、化學穩定性、耐水解性、高剛性及阻燃性等，但是PPO分子鏈剛性較大，缺口衝擊非常敏感，同時由於其較高的熔體粘度，使其不能注塑成型，因此極大的限制了其應用。聚苯醚及半芳香族尼龍固有的性能決定了二者之間合金性能的互補性，這就使半芳香族尼龍/聚苯醚合金成為綜合性能優異的合金材料。通過阻燃改性的阻燃增強半芳香族尼龍複合材料可具有優良的阻燃性能，這使得玻璃纖維增強的阻燃半芳香族尼龍/聚苯醚複合材料在電子電氣、機械工程等領域都擁有廣泛的應用前景，相關技術未見報導。技術實現要素：為了克服現有技術不足，本發明的目的是提供一種具有良好的力學性能、耐熱性能、阻燃性能、尺寸穩定性和耐溶劑性，適用於製作汽車、機械、電子電氣工業中耐熱阻燃部件的阻燃增強半芳香族尼龍/聚苯醚複合材料，以填補現有技術的空白。本發明的另一個目的是提供一種上述阻燃增強半芳香族尼龍/聚苯醚複合材料的製備方 法。為了實現上述目的，本發明採用的技術方案如下：本發明提供了一種阻燃增強半芳香族尼龍/聚苯醚複合材料，由包含以下重量份的組分製成：所述半芳香族尼龍為PA6T、PA7T、PA8T、PA9T、PA10T或PA12T。所述聚苯醚為含有2,6-二甲基苯醚單元的均聚物或含有2,6-二甲基苯醚單元和2,3,6-三甲基-1,4苯醚單元的共聚物或含有衍生自2,6-二甲基苯酚單元和2,3,6-三甲基-1,4苯酚單元的共聚物或上述均聚物或共聚物的接枝物。所述玻璃纖維為無鹼玻璃纖維。所述阻燃劑為溴化聚苯乙烯及銻系協效阻燃劑復配。所述銻系協效阻燃劑為三氧化二銻，與溴化聚苯乙烯復配的比例為2.5:1～4:1。所述相容劑為馬來酸、馬來酸酐、富馬酸、衣康酸、丙烯酸縮水甘油酯、檸檬酸中的一種或幾種復配物。所述抗氧劑為酚類高溫抗氧劑，進一步優選為四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯或1,3,5-三(4-叔丁基-3-羥基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮中的一種或幾種。所述潤滑劑為脂肪酸醯胺類潤滑劑，進一步優選為N，N』-雙乙撐硬脂肪酸醯胺、硬脂酸醯胺、油酸醯胺、硬脂酸鋅或硬脂酸鈣。本發明還提供了一種上述阻燃增強半芳香族尼龍/聚苯醚複合材料的製備方法，包括如下步驟：將乾燥的20～50份半芳香族尼龍、乾燥的10～40份聚苯醚與15～20份阻燃劑、5～10份相容劑、0.5～1份抗氧劑和0.5～1份潤滑劑均勻混合；然後投入到雙螺杆擠出機的主餵料口的加料鬥中，20～40份玻璃纖維採取側餵料方式加入，經熔融擠出，造粒，得到阻燃增強半芳香族尼龍/聚苯醚複合材料。所述乾燥的半芳香族尼龍是將半芳香族尼龍在120～130℃溫度下乾燥8～10小時。所述乾燥的聚苯醚是將聚苯醚在110～120℃溫度下乾燥8～10小時。所述雙螺杆擠出機的各段溫度設定為：一區溫度275±10℃，二區溫度275±10℃，三區溫度280±10℃，四區溫度285±10℃，五區溫度295±10℃，六區溫度295±10℃，七區溫度295±10℃，八區溫度290±10℃，九區溫度285±10℃，十區溫度285±10℃，機頭溫度為285±10℃，螺杆轉速250～350轉/分鐘。與現有技術相比，本發明具有以下優點和有益效果：本發明充分利用聚苯醚及半芳香族尼龍固有性能的互補性，使半芳香族尼龍/聚苯醚合金成為綜合性能優異的合金材料。本發明通過添加阻燃劑和玻璃纖維進行阻燃改性，製備的阻燃增強半芳香族尼龍/聚苯醚複合材料具有優異的力學性能和阻燃性能，這使得玻璃纖維增強的阻燃半芳香族尼龍/聚苯醚複合材料在電子電氣、機械工程等領域都擁有廣泛的應用前景本發明提供的產品具有優異的力學性能、耐熱性、抗蠕變性及尺寸穩定性以及優異的阻燃性能，適用於製作電子電器、汽車、機械工業中的耐高溫阻燃部件；而且本發明產品的製備工藝簡單、成本低廉，符合工業化生產要求，具有廣闊的市場應用前景。具體實施方式下面結合實施例對本發明作進一步詳細的說明。實施例1一種阻燃增強半芳香族尼龍/聚苯醚複合材料由以下重量份數的原料製成：半芳香族尼龍PA10T35份，聚苯醚LXR03810份，無鹼玻璃纖維40份，溴化苯乙烯11份，三氧化二銻4份，馬來酸酐10份，抗氧劑1份，其中抗氧劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，硬脂酸鈣1份；玻璃纖維增強半芳香族尼龍/聚苯醚複合材料的製備方法為：將半芳香族尼龍、聚苯醚樹脂分別放入乾燥箱內，分別於120～130℃、110～120℃乾燥8～10小時；按上述配比(按重量份計)稱取原料，然後放入高混機中混合，均勻混合5～10min；將混合好的原料從雙螺杆擠出機的主餵料口加入，玻璃纖維從側餵料口加入，經雙螺杆擠出機熔融擠出，造粒。其中雙螺杆擠出機溫度設定為：一區溫度275±10℃，二區溫度275±10℃，三區溫度280±10℃，四區溫度285±10℃，五區溫度295±10℃，六區溫度295±10℃，七區溫度295±10℃，八區溫度290±10℃，九區溫度285±10℃，十區溫度285±10℃，機頭溫度為285±10℃，螺杆轉速250～350轉/分鐘。實施例2一種阻燃增強半芳香族尼龍/聚苯醚複合材料由以下重量份數的原料製成：半芳香族尼龍PA10T35份，聚苯醚LXR03820份，無鹼玻璃纖維30份，溴化苯乙烯11份，三氧化二銻4份，馬來酸酐8份，抗氧劑0.8份，其中抗氧劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，硬脂酸鈣0.8份；製備方法同實施例1。實施例3一種阻燃增強半芳香族尼龍/聚苯醚複合材料由以下重量份數的原料製成：半芳香族尼龍PA10T35份，聚苯醚LXR03830份，無鹼玻璃纖維20份，溴化苯乙烯11份，三氧化二銻4份，馬來酸酐5份，抗氧劑0.5份，其中抗氧劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，硬脂酸鈣0.5份；製備方法同實施例1。實施例4一種阻燃增強半芳香族尼龍/聚苯醚複合材料由以下重量份數的原料製成：半芳香族尼龍PA6T40份，聚苯醚LXR03810份，無鹼玻璃纖維30份，溴化苯乙烯15份，三氧化二銻5份，馬來酸酐5份，抗氧劑1份，其中抗氧劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，硬脂酸鈣1份；製備方法同實施例1。實施例5一種阻燃增強半芳香族尼龍/聚苯醚複合材料由以下重量份數的原料製成：半芳香族尼龍PA9T30份，聚苯醚LXR03820份，無鹼玻璃纖維30份，溴化苯乙烯15份，三氧化二銻5份，馬來酸酐5份，抗氧劑0.5份，其中抗氧劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，硬脂酸鈣0.5份；製備方法同實施例1。實施例6一種阻燃增強半芳香族尼龍/聚苯醚複合材料由以下重量份數的原料製成：半芳香族尼龍PA12T20份，聚苯醚LXR03830份，無鹼玻璃纖維30份，溴化苯乙烯15份，三氧化二銻5份，馬來酸酐5份，抗氧劑0.5份，其中抗氧劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，硬脂酸鈣0.5份；製備方法同實施例1。實施例7一種阻燃增強半芳香族尼龍/聚苯醚複合材料由以下重量份數的原料製成：半芳香族尼龍PA10T35份，聚苯醚LXR03820份，無鹼玻璃纖維30份，溴化苯乙烯11份，三氧化二銻4份，馬來酸酐5份，抗氧劑0.5份，其中抗氧劑為β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯，硬脂酸鈣0.5份；製備方法同實施例1。實施例8一種阻燃增強半芳香族尼龍/聚苯醚複合材料由以下重量份數的原料製成：半芳香族尼龍PA10T35份，聚苯醚LXR03820份，無鹼玻璃纖維30份，溴化苯乙烯11份，三氧化二銻4 份，馬來酸酐5份，抗氧劑0.5份，其中抗氧劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，硬脂酸鋅0.5份；製備方法同實施例1。實施例9一種阻燃增強半芳香族尼龍/聚苯醚複合材料由以下重量份數的原料製成：半芳香族尼龍PA10T35份，聚苯醚LXR03810份，無鹼玻璃纖維40份，溴化苯乙烯12份，三氧化二銻3份，馬來酸10份，抗氧劑1份，其中抗氧劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，硬脂酸鈣1份；製備方法同實施例1。實施例10一種阻燃增強半芳香族尼龍/聚苯醚複合材料由以下重量份數的原料製成：半芳香族尼龍PA6T40份，聚苯醚LXR03810份，無鹼玻璃纖維30份，溴化苯乙烯12.5份，三氧化二銻5份，馬來酸5份，抗氧劑1份，其中抗氧劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，硬脂酸鈣1份；製備方法同實施例1。性能評價方式及試驗標準：將上述實施例中完成造粒的粒子在110～130℃的鼓風烘箱中乾燥5～8小時，再將乾燥好的粒子在注塑機上注塑制樣。拉伸強度測試按照ASTMD638標準進行檢測；彎曲強度和彎曲模量按照ASTMD790標準進行檢測；Izod缺口衝擊強度按照ASTMD256標準進行檢測；熱變形溫度按照ISO75-2標準進行檢測；阻燃性能按照UL94標準進行檢測。表1為實施例1-3所得複合材料的性能表，從,表1中數據可以看出，本發明製備的一種阻燃增強半芳香族尼龍/聚苯醚複合材料具有優異的力學性能、熱性能和阻燃性能，其中阻燃性能都達到V-0級別，可以廣泛應用於電子電器、汽車工業和機械工程中。表1性能測試方法單位實施例1實施例2實施例3拉伸強度ASTMD638MPa168157142彎曲強度ASTMD790MPa256248241彎曲模量ASTMD790MPa124311107810259Izod缺口衝擊強度ASTMD256KJ/m2181412HDTISO75-2℃281278272阻燃性能UL94V-0V-0V-0實施例11一種阻燃增強半芳香族尼龍/聚苯醚複合材料由以下重量份數的原料製成：半芳香族尼龍 PA7T50份，聚苯醚LXR03840份，無鹼玻璃纖維25份，溴化苯乙烯12份，三氧化二銻4份，富馬酸6份，抗氧劑0.6份，其中抗氧劑為1,3,5-三(4-叔丁基-3-羥基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮，N，N』-雙乙撐硬脂肪酸醯胺1份；製備方法同實施例1。實施例12一種阻燃增強半芳香族尼龍/聚苯醚複合材料由以下重量份數的原料製成：半芳香族尼龍PA8T50份，聚苯醚LXR03840份，無鹼玻璃纖維35份，溴化苯乙烯14份，三氧化二銻4份，檸檬酸9份，抗氧劑0.9份，其中抗氧劑為1,3,5-三(4-叔丁基-3-羥基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮，硬脂酸醯胺0.9份；製備方法同實施例1。上述的對實施例的描述是為便於該
技術領域：
的普通技術人員能理解和應用本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，並把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限於這裡的實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，不脫離本發明範疇所做出的改進和修改都應該在本發明的保護範圍之內。當前第1頁1 2 3