[发明专利]一种改性PPA复合材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种改性PPA复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

PPA树脂是一种邻苯二甲酸的半芳香族聚酰胺原料，其具有刚性大、耐热性高、强度高等优点。其中，在PPA树脂中加入玻璃纤维、矿物纤维等进行填充改性后，PPA树脂的热变形温度可达280℃，并且，在高温高湿的条件下，PPA树脂的抗拉强度和弯曲模量均比尼龙6高20％及以上，由此可见，PPA树脂材料具有良好的机械强度和适用性。

目前，主要通过在PPA树脂中填充玻纤或普通材料以改善PPA树脂材料的力学性能，然而，上述填充方法仍存在以下不足之处：第一，填充玻纤可改善PPA树脂材料的强度，但是玻纤的韧性大大阻碍了PPA树脂材料的流动性以致不利于PPA树脂快速注塑；第二，使用的普通材料填充增强对PPA树脂的流动性影响较小，但是现有的普通材料不利于改善PPA树脂材料的力学强度及不利于降低复合材料的热膨胀系数，以致在高温和低温交变的环境下，PPA复合材料容易开裂，严重影响了产品的使用寿命和质量。

尤其在LED灯珠支架的领域中，由于户内显示屏中的RGB型LED灯珠已朝向小型化发展，因而用于支撑LED灯珠的支架尺寸也要求越来越小型，以致所需支架的数量也会越来越多，即，需要提高LED灯珠支架的生产效率以满足市场需求。而实际生产中，主要通过提高注塑速度和增加模穴的密度的方式提高LED灯珠支架的生产效率，然而，由于现有PPA复合材料的高流动性与高强度、低热膨胀系数无法兼备以致不能在高密度穴中快速注塑小尺寸的LED灯珠支架。

发明内容

针对现有技术存在上述技术问题，本发明目的之一在于提供一种高流动性、高强度、低热膨胀系数的改性PPA复合材料。

针对现有技术存在上述技术问题，本发明目的之二提供一种改性PPA复合材料的制备方法，该制备方法具有工艺简单、生产成本低的特点，且能够生产出具有上述优点的改性PPA复合材料。

针对现有技术存在上述技术问题，本发明目的之三提供一种改性PPA复合材料的应用。

为实现上述目的之一，本发明提供以下技术方案：

一种改性PPA复合材料，包括以下重量百分比的组分：

PPA树脂 46~70%

增强改性剂25~50%

抗氧剂0.1~0.6%

润滑剂0.1~0.5%

成核剂0.1~0.3%

高流动改性剂0.2~0.8%

高浓黑色母0.5~2%。

上述技术方案中，所述PPA树脂是半结晶性聚邻苯二甲酰胺。

上述技术方案中，所述抗氧化剂是四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、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、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、双（2，4-二枯基苯基）季戊四醇二亚磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中任意两种以上按任意比例的混合物。

上述技术方案中，所述润滑剂是N，N’-双乙撑硬脂肪酸酰胺、硬脂酸酰胺、石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、聚酰胺蜡、聚酯蜡、聚硅氧烷、硅酮粉、硅酮母粒中的一种或任意两种以上按任意比例的混合物。

上述技术方案中，所述成核剂是长碳链线性饱和羧酸钠盐或长碳连线性饱和羧酸钙盐；

所述增强改性剂是硅酸盐矿物纤维；

所述高流动改性剂为长碳链聚酯类聚合物；

所述高浓度黑色母是炭黑含量为92%~100%的黑色母。

为实现上述目的之二，本发明提供以下技术方案：

上述一种改性PPA复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，预处理：称取配方量的PPA树脂、抗氧剂、润滑剂、成核剂、高流动改性剂和高浓黑色母，其中，所述PPA树脂经干燥处理；

步骤二，混合：把干燥处理的改性PPA树脂投入混合机，然后依次加入所述抗氧剂、所述润滑剂、所述成核剂、所述流动改性剂和高浓黑色母至混合机中并充分混合，接着把充分混合的混合物置于干燥器以待用；

步骤三，熔融造粒：将步骤二所得的混合物加入双螺杆挤出机的主喂料口，将配方量的增强改性剂加入双螺杆挤出机的第五段机筒的侧喂料口，然后分别调整主喂料的螺杆转速和侧喂料的螺杆转速以控制主喂料进料量和侧喂料进料量，经熔融加热后，挤出成粒，得到改性PPA复合材料。