一種耐高溫尼龍/熱致性液晶聚合物共混物及其製備方法
2023-05-21 15:50:01
專利名稱：一種耐高溫尼龍/熱致性液晶聚合物共混物及其製備方法
技術領域：
本發明屬於高分子技術領域，涉及ー種液晶聚合物的共混物及其製備方法。
背景技術：
熱致性液晶聚合物(TLCP)已經成為エ業發展競相爭取的技術高地。液晶高分子材料具有優良的力學性能，在許多高新技術領域得到了廣泛的應用。液晶聚合物具有高強度，高模量的力學性能，還具有優良的熱穩定性、耐熱性及耐化學藥品性，而且耐磨、減磨性均優異。TLCP的耐氣候性、耐輻射性良好，具有優異的阻燃性，能熄滅火焰而不再繼續進行燃燒。其燃燒等級達到UL94V-0級水平。TLCP是防火安全性最好的特種塑料之一。但是由於TLCP在市場上高昂的價格限制了其在エ業上的應用和發展，尋找ー種低價位的利用TLCP的手段已經成為許多科研人員和公司努力的方向。TLCP還可以與聚碸、PBT、聚醯胺等塑料共混製成合金，製件成型後機械強度高，用以代替玻璃纖維增強的聚碸等塑料，既可提高機械強度性能，又可提高使用強度及化學穩定性等。近幾十年，尼龍在エ業和生活上有了長足的發展。但是最近幾年由於電子電氣エ 業的發展，尤其是SMT (表面裝貼技術)的廣泛使用，是的在エ業中對材料耐高溫等各項性能的要求越來越高。而耐高溫尼龍憑藉其高熔點，良好的機械性能，在現在エ業中逐漸開拓出一片天地。目前所用的耐高溫尼龍最為廣泛的是DSM的PA46，但是由於PA46仍為脂肪族尼龍，在耐高溫和機械性能方面仍不及芳香族或半芳香族尼龍。因此，現在得到很大發展的半芳香族尼龍PA9T、PA10T、PA6T等。但是耐高溫尼龍的流動性差、加工性能不好、機械性能不能滿足エ業要求等缺點已漸漸體現，因此為了尋求ー種更好的提高耐高溫尼龍的力學性能、加工性能，増加其流動性，特發明ー種耐高溫尼龍和TLCP共混的聚合物。由於耐高溫尼龍屬於熱塑性聚合物，以耐高溫尼龍為共混基體，TLCP作為增強劑， 使TLCP在共混加工過程中就地成型，成為微纖結構，支撐原位複合材料，大大提高了尼龍的力學性能，同時由於TLCP熔體具有較低的粘度，與耐高溫尼龍的共混可以提高尼龍的加 エ流動性能，利用它的高強度和高模量特性，加入到耐高溫尼龍加工中，減少材料加工對設備的磨損和能耗。
發明內容
本發明的目的在於針對目前耐高溫尼龍在エ業生產過程中存在的加工困難，流動性差，機械性能低，材料硬而脆，液晶聚合物價格過高等缺點，提供ー種易加工、機械性能優良、高強度、高剛性的HPN/TLCP複合材料及其製備方法。為了實現上述目的，本發明採用的技術方案如下ー種耐高溫尼龍/液晶聚合物的共混物，包括以下組分及其重量份數耐高溫尼龍(HPN)70-90份
熱致性液晶聚合物(TLCP) 5-10份相容劑5-10份抗氧劑0.2-1.0 份潤滑劑0.2-0. 8 份所述的耐高溫尼龍為半芳香族聚醯胺，熔點為280°C 310°C，密度為1. 10 1. 25g/cm ο所述的耐高溫尼龍選自聚對苯ニ甲酸己ニ胺(PA6T)、聚對苯ニ甲酸壬ニ胺 (PA9T)、聚對苯ニ甲酸癸ニ胺(PAlOT)；所述的液晶聚合物為市售熱致性聚酯液晶聚合物，熱變形溫度為230°C，加工溫度為 280-330 0C ；所述的相容劑為聚乙烯接枝馬來酸酐(PE-g-MAH)或馬來酸酐接枝SEBS ；所述的抗氧劑為醋酸銅、碘化銅、碘化鉀、受阻酚類(抗氧劑1098和輔助抗氧劑 168)；優選使用受阻酚類抗氧劑1098和輔助抗氧就168復配使用；所述的潤滑劑選自硬脂酸鋇、硬脂醯胺、聚乙烯蠟、硬脂酸鈣或硬脂酸鋅，優選硬脂酸鈣、硬脂酸鋅。一種製備上述耐高溫尼龍/熱致性液晶聚合物共混物的方法，包括以下步驟(1)先將耐高溫尼龍、熱致性液晶聚合物分別乾燥，耐高溫尼龍的乾燥溫度為 80-100°C、TLCP 的乾燥溫度為 120-140°C ；(2)將相容劑、抗氧劑、潤滑劑分別在90-120°C條件下乾燥4h ；(3)將乾燥後的HPN、熱致性液晶聚合物、抗氧劑、潤滑剤、相容劑投入到高速攪拌機中，進行高速攪拌，混合均勻；(4)將(3)中得到的混合物加入到雙螺杆擠出機中，熔融擠出造粒，擠出溫度為 290 0C -320 0C ο所述的的擠出機為雙螺杆擠出機，擠出溫度為一區270-280°C、ニ區 280-295"C、三區295-305"C、四區305-320°C、五區310-320°C、六區295-310°C、七區 沘0-四5で、機頭170-190°C，雙螺杆轉速為100-200r/min，停留時間Umin。該方法的步驟(1)，由於HPN的吸水性較高，因此將其與TLCP分開分別烘乾，HPN 在75-110°C下真空乾燥24h待用，優選80-100°C，TLCP在110_150°C下烘乾4_6h待用，優選 120-140°C。本發明的優點在幹本發明所製得的HPN/LCP共混材料，不僅克服了 HPN材料所具有的流動性差，加工性能低等缺點，擴大了 HPN在エ業上的使用率；同時也避免了 TLCP材料在加工使用過程中的各項異性的缺點，另外可以減少在単獨使用TLCP材料時所出現的使用成本過高的弊端， 大大拓展了 TLCP在エ業上的使用範圍。另ー方面，由於HPN的加工溫度都在280-320°C範圍內，該溫度與TLCP的加工溫度非常相近，方便了材料以後在ェ業上的加工處理；HPN與TLCP分子連段中含有相同的-C =0基團，增加了兩之間的相容性，只要添加很少量的相容劑，就可以是兩者達到非常好的共混相容的效果，這種共混在ェ業上具有非常高的實用價值，可以用於汽車ェ業、電子電氣
ェ業等。
具體實施例方式以下實施例中所涉及份數均按重量份數計算。實施例1(1)將80份HPN在90°C下真空乾燥24h備用，10份TLCP在130°C條件下烘乾4h(2)取7份相容劑PE-g-MAH、0. 4份抗氧劑1098和0. 2份抗氧劑168、0. 8份潤滑
劑硬脂酸鈣分別乾燥待用；(3)將上述組分在高速攪拌機中充分混合均勻；(4)之後投入到雙螺杆擠出機中進行擠出造粒。擠出機的溫度為一區溫度 270°C、ニ區溫度285°C、三區溫度300°C、四區溫度310°C、五區溫度320°C、六區溫度 300°C、七區溫度285°C、機頭溫度175°C ；擠出速率為180r/min，停留時間anin。實施例2(1)將70份HPN在80°C下真空乾燥Mh備用，10份TLCP在130°C條件下烘乾4h(2)取5份相容劑PE-g-MAH、0. 6份抗氧劑1098和0. 2份抗氧劑168、0. 4份潤滑
劑硬脂酸鋅分別乾燥待用；(3)將上述組分在高速攪拌機中充分混合均勻；(4)之後投入到雙螺杆擠出機中進行擠出造粒。擠出機的溫度為一區溫度 280°C、ニ區溫度290°C、三區溫度305°C、四區溫度315°C、五區溫度320°C、六區溫度 310°C、七區溫度290°C、機頭溫度180°C ；擠出速率為200r/min，停留時間lmin。實施例3(1)將90份HPN在100°C下真空乾燥24h備用，8份TLCP在130°C條件下烘乾4h 備用；(2)取5份相容劑PE-g-MAH、0. 7份抗氧劑1098和0. 1份抗氧劑168、0. 2份潤滑
劑硬脂酸鈣分別乾燥待用；(3)將上述組分在高速攪拌機中充分混合均勻；(4)之後投入到雙螺杆擠出機中進行擠出造粒。擠出機的溫度為一區溫度 270°C、ニ區溫度280°C、三區溫度300°C、四區溫度310°C、五區溫度320°C、六區溫度 300°C、七區溫度285°C、機頭溫度190°C ；擠出速率為150r/min，停留時間;3min。實施例4(1)將85份HPN在95°C下真空乾燥24h備用，10份TLCP在140°C條件下烘乾4h(2)取8份相容劑SEBS、0. 4份抗氧劑1098和0. 1份抗氧劑168,0. 6份潤滑劑硬
脂酸鋅分別乾燥待用；(3)將上述組分在高速攪拌機中充分混合均勻；(4)之後投入到雙螺杆擠出機中進行擠出造粒。擠出機的溫度為一區溫度 275°C、ニ區溫度290°C、三區溫度300°C、四區溫度320°C、五區溫度315°C、六區溫度 300°C、七區溫度290°C、機頭溫度185°C ；擠出速率為160r/min，停留時間anin。
實施例5(1)將75份HPN在85°C下真空乾燥24h備用，10份TLCP在140°C條件下烘乾4h(2)取7份相容劑PE-g-MAH、0. 3份抗氧劑1098和0. 1份抗氧劑168、0. 4份潤滑
劑硬脂酸鈣分別乾燥待用；(3)將上述組分在高速攪拌機中充分混合均勻；(4)之後投入到雙螺杆擠出機中進行擠出造粒。擠出機的溫度為一區溫度 270°C、ニ區溫度280°C、三區溫度295°C、四區溫度305°C、五區溫度315°C、六區溫度 300°C、七區溫度290°C、機頭溫度180°C ；擠出速率為180r/min，停留時間anin。實施例6(1)將90份HPN在100°C下真空乾燥24h備用，5份TLCP在120°C條件下烘乾4h(2)取10份相容劑PE-g-MAH、0. 6份抗氧劑1098和0. 1份抗氧劑168、0. 5份潤滑
劑硬脂酸鈣分別乾燥待用；(3)將上述組分在高速攪拌機中充分混合均勻；(4)之後投入到雙螺杆擠出機中進行擠出造粒。擠出機的溫度為一區溫度 280°C、ニ區溫度290°C、三區溫度300°C、四區溫度315°C、五區溫度320°C、六區溫度 310°C、七區溫度295°C、機頭溫度185°C ；擠出速率為130r/min，停留時間％iin。本發明所得到了材料經過各種性能檢測，其物性數據表如下
權利要求
1. ー種耐高溫尼龍/液晶聚合物的共混物，其特徵在於包括以下組分及其重量份數
2.根據權利要求1所述的耐高溫尼龍/液晶聚合物的共混物，其特徵在於所述的耐高溫尼龍為半芳香族聚醯胺，熔點為280°C 310°C，密度為1. 10 1. 25g/cm3。
3.根據權利要求1所述的耐高溫尼龍與液晶聚合物的共混物，其特徵在於所述的耐高溫尼龍選自聚對苯ニ甲酸己ニ胺、聚對苯ニ甲酸壬ニ胺或聚對苯ニ甲酸癸ニ胺。
4.根據權利要求1所述的耐高溫尼龍/液晶聚合物的共混物，其特徵在於所述的液晶聚合物為市售熱致性聚酯液晶聚合物，熱變形溫度為230°C，加工溫度為觀0-330で。
5.根據權利要求1所述的耐高溫尼龍/液晶聚合物共混物，其特徵在於所述的相容劑為聚乙烯接枝馬來酸酐或馬來酸酐接枝SEBS。
6.根據權利要求1所述的耐高溫尼龍/液晶聚合物的共混物，其特徵在於所述的抗氧劑選自醋酸銅、碘化銅、碘化鉀、抗氧劑1098或輔助抗氧劑168。
7.根據權利要求1所述的耐高溫尼龍/液晶聚合物的共混物，其特徵在於所述的潤滑劑選自硬脂酸鋇、硬脂醯胺、聚乙烯蠟、硬脂酸鈣或硬脂酸鋅。
8.ー種製備權利要求1-7任一所述的耐高溫尼龍/熱致性液晶聚合物的共混物的方法，其特徵在於包括以下步驟(1)先將耐高溫尼龍、熱致性液晶聚合物分別乾燥，耐高溫尼龍的乾燥溫度為 80-100°C、熱致性液晶聚合物的乾燥溫度為120-140°C ；(2)將相容劑、抗氧劑、潤滑劑分別在90-120°C條件下乾燥4h；(3)將乾燥後的耐高溫尼龍、熱致性液晶聚合物、抗氧劑、潤滑剤、相容劑投入到高速攪拌機中，進行高速攪拌，混合均勻；(4)將步驟(3)中得到的混合物加入到雙螺杆擠出機中，熔融擠出造粒，擠出溫度為 290 0C -320 0C ο
9.根據權利要求8所述的方法，其特徵在幹所述的的擠出機為雙螺杆擠出機，擠出溫度為一區270-280°C、ニ區280-295°C、三區295-305°C、四區305-320°C、五區 310-320°C、六區295-310°C、七區280_295°C、機頭 170_190°C，雙螺杆轉速為 100_200r/ min，停留時間l-4min0
10.根據權利要求8所述的方法，其特徵在於所述的步驟(1)將耐高溫尼龍與熱致性液晶聚合物分開分別烘乾，耐高溫尼龍在75-1IO0C下真空乾燥24h待用，優選80-100°C，熱致性液晶聚合物在110-150°C下烘乾4- 待用，優選120-140°C。耐高溫尼龍熱致性液晶聚合物70-90 份 5-10 份 5-10 份相容劑抗氧劑潤滑劑0. 2-1. 0 份 0. 2-0. 8 份。
全文摘要
本發明公開了一種耐高溫尼龍/液晶聚合物共混物及其製備方法，該共混物包括以下組分及其重量份數耐高溫尼龍70-90份，熱致性液晶聚合物5-10份，相容劑5-10份，抗氧劑0.2-1.0份，潤滑劑0.2-0.8份。本發明所提供的共聚物新材料，不僅具有耐高溫尼龍的高強度、高剛性的特質；同時也具有液晶聚合物優良的阻燃性能、高流動性；該材料生產工藝簡單，方法操作簡便，可以取得非常好的工業經濟效益。
文檔編號B29B9/06GK102585488SQ20111000711
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月13日 優先權日2011年1月13日
發明者李 榮 申請人:上海傑事傑新材料(集團)股份有限公司