[发明专利]一种阻燃增强聚邻苯二甲酰胺复合材料及其制备方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种阻燃增强聚邻苯二甲酰胺复合材料及其制备方法。

[背景技术]

聚邻苯二甲酰胺(PPA)是以邻苯二甲酸为原料的半芳香族尼龙，是一种半结晶性热塑性功能型材料。玻璃纤维增强的PPA复合材料具有优异的综合物性，优秀的耐高温性能，高刚性、高强度、极佳的尺寸精度及稳定性和低翘曲性、良好的耐化学性，在热、电、物理及耐化学性方面都有良好的表现。通过阻燃改性的玻璃增强PPA复合材料可具有优良的阻燃性能，这使得玻璃纤维增强的阻燃PPA复合材料在电子电气、机械工程等领域都拥有广泛的应用前景。然而玻璃纤维增强阻燃PPA复合材料加工流动性差，对加工工艺要求高，常须采用高温、高剪切的加工工艺，容易导致阻燃体系分解、材料性能下降、浅色制品变色等不良，且对加工设备磨损大，这限制了玻璃纤维增强阻燃PPA复合材料应用。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种流动性好，易于加工的阻燃增强聚邻苯二甲酰胺复合材料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种阻燃增强聚邻苯二甲酰胺复合材料，由下述重量份数的原料制成：

聚邻苯二甲酰胺        22.1～55.8份

热致液晶聚合物        1～18份

玻璃纤维              20～45份

阻燃剂                14～18份

抗氧剂                0.1～0.6份

润滑剂                0.3～1份。

以上所述的阻燃增强聚邻苯二甲酰胺复合材料，所述热致液晶聚合物为主链型热致性液晶聚合物。

以上所述的阻燃增强聚邻苯二甲酰胺复合材料，所述的主链型热致性液晶聚合物为芳香族共聚酯，熔融范围为190～350℃。

以上所述的阻燃增强聚邻苯二甲酰胺复合材料，所述玻璃纤维为用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或高分子接枝物处理过的玻璃纤维，玻璃纤维的单纤维直径为5～23微米。

以上所述的阻燃增强聚邻苯二甲酰胺复合材料，所述阻燃剂为溴化聚苯乙烯及锑系协效阻燃剂以按一定比例复配；所述溴化聚苯乙烯的重均分子量为20000～200000；所述锑系协效阻燃剂为三氧化二锑；复配的比例为4∶1～2.5∶1。

以上所述的阻燃增强聚邻苯二甲酰胺复合材料，所述抗氧剂为N，N’-1，6-亚己基-双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺]、3，5-二特丁基-4-羟基苯丙酸十八酯、三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、1，3，5-三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苄基)-1，3，5-三嗪-2，4，6-(1H，3H，5H)-三酮中的一种或多种。

以上所述的阻燃增强聚邻苯二甲酰胺复合材料，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸脂、聚硅氧烷中的一种或多种。

一种上述增强阻燃聚邻苯二甲酰胺复合材料制备方法的技术方案是，包括以下步骤：

(1)按上述配比称取聚邻苯二甲酰胺、热致液晶聚合物、玻璃纤维、阻燃剂、抗氧剂、润滑剂；

(2)将聚邻苯二甲酰胺、热致液晶聚合物、阻燃剂、抗氧剂、润滑剂混合处理10～20分钟；

(3)将步骤(2)中混好的原料经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒；增强纤维采用侧喂料的方式加入；双螺杆挤出机工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度为260～300℃，二区温度为270～310℃，三区温度为270～310℃，四区温度为260～300℃，五区260～300℃，混合料在螺杆中输送时间为2～5分钟，压力为12～20MPa。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

(1)由于热致液晶聚合物具有很强剪切变稀的流变特性，其在与聚邻苯二甲酰胺熔融挤出过程中，能够有效降低了复合材料加工时的熔体粘度，提高熔体流动速率，降低加工温度、剪切强度，进而改善材料加工性能并且可有效地避免材料在加工过程中发生氧化、降解及由此产生的性能下降。

(2)热致液晶聚合物在降低复合材料的熔体粘度的同时降低了玻璃纤维的折断率，提高玻璃纤维在复合材料中的长径比，从而提高复合材料的力学性能及热学性能。

(3)热致液晶聚合物在聚邻苯二甲酰胺基体中能够形成微纤结构，提高复合材料强度。

(4)本发明复合材料的生产制备工艺简单，在常规的熔融挤出机上即可实施，不必借助特殊设备，操作过程简便易行。

[具体实施方式]

以下结合实施例对本发明作详细的说明：