[发明专利]一种耐疲劳、高灼热丝性能无卤阻燃增强聚酰胺复合材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚酰胺复合材料，具体涉及一种耐疲劳、高灼热丝性能无卤阻燃增强聚酰胺复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚酰胺树脂具有优良的机械性能、优良的阻隔性能、耐热性、耐磨性、耐化学腐蚀等优异的综合性能，广泛应用于机械制造业、电动工具、电子电器及交通运输等领域。应用于电子电器的聚酰胺通常要求具备一定的防火性能，卤素阻燃剂由于非环保、CTI性能低、密度高等缺点限制了其应用；红磷由于颜色深、后腐蚀等问题也在一定程度上限制了其应用；无卤阻燃增强聚酰胺尤其是氮系阻燃增强尼龙以其绿色环保、优良的电性能、颜色易配、比重轻、烟密度低等优点广泛应用于电子电器，尤其是低压电器行业，比如各种断路器、接触器、工控开关等。

很多功能性部件在正常工作条件下会受到周期性的外力作用，因此非常有必要考虑材料的耐疲劳性能。目前，无卤阻燃增强聚酰胺对材料疲劳强度的研究比较少。

专利201110398766.6公开了高灼热丝温度阻燃聚酰胺复合材料及其制备方法和用途，采用无机填料如滑石粉填充，虽具有良好的灼热丝性能，但力学性能较低。专利201110117597.4公开了一种用于低压电器外壳的低成本无卤阻燃聚酰胺材料，短切玻璃纤维和无机填料的喂料方式是从主喂料口下料，虽具有良好的灼热丝性能，但玻纤经过较强的剪切后变得比较短，增强效果较差，且产量偏低。专利201010580540.3公开了一种无卤阻燃增强高CTI和灼热丝性能的PA6断路器用材料，短切玻璃纤维从侧喂料口下料，文中采用特殊的螺杆组合使之具有高CTI和灼热丝性能。专利US6184282 B1公开了MCA阻燃聚酰胺复合材料，采用具有一定长度分布的磨碎玻纤主要是在保证灼热丝性能的前提下提高力学性能，未对材料的疲劳强度进行研究。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种兼具耐疲劳和高灼热丝性能，且具有较高流动性的无卤阻燃增强聚酰胺复合材料。

本发明的另一目的在于提供上述耐疲劳、高灼热丝性能无卤阻燃增强聚酰胺复合材料的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述耐疲劳、高灼热丝性能无卤阻燃增强聚酰胺复合材料在各种断路器、接触器或工控开关中的应用。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种耐疲劳、高灼热丝性能无卤阻燃增强聚酰胺复合材料，按重量百分比计，包含如下组分： 

热塑性聚酰胺：35%-97%

    磨碎玻璃纤维：1%-55%

    无卤阻燃剂：  1%-30%

灼热丝改性助剂：0.1%-8%

加工助剂：0.1%-2%。

优选的，所述的耐疲劳、高灼热丝性能无卤阻燃增强聚酰胺复合材料，按重量百分比计，包含如下组分： 

热塑性聚酰胺：45%-80%

    磨碎玻璃纤维：10%-40%

    无卤阻燃剂：  8%-20%

灼热丝改性助剂：0.5%-6%

加工助剂：0.1%-2%。

所述热塑性聚酰胺为PA6、PA66、PA66/6、PA610、PA11、PA12中的一种或几种与高流动性聚酰胺的复配物，所述高流动聚酰胺的相对粘度为1.5-1.8，熔融指数为140-180g/10min（260℃,2.16Kg）。

所述高流动性聚酰胺的重量占热塑性聚酰胺重量的5-50%。

本发明所述的热塑性聚酰胺的数均分子量在6000-50000之间，相对粘度为1.6-4.8，优选的，所述热塑性聚酰胺由占聚酰胺树脂重量50-95%的数均分子量15000-50000的高分子量聚酰胺以及占聚酰胺树脂重量5-50%的数均分子量在6000-13000的低分子量聚酰胺组成。

所述磨碎玻璃纤维优选为无碱玻璃纤维，其长度d₅₀为150-180μm，优选160-175μm，直径在8-16μm，优选10-14μm。经实验验证，具有一定长度分布的磨碎玻璃纤维可以提高复合材料的疲劳强度，磨碎玻璃纤维的长度低于150μm，提高材料耐疲劳强度的效果不明显，长度高于180μm，材料的耐疲劳强度可以显著提高，但其耐灼热丝性能可能会下降，为使材料兼具耐疲劳和高灼热丝性能，本发明优选磨碎玻璃纤维的长度d₅₀为150-180μm。

本发明所述的磨碎玻璃纤维需经过表面处理，表面处理剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂，优选为硅烷偶联剂。