[发明专利]一种聚酰胺复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种聚酰胺复合材料及其制备方法和应用，所述聚酰胺复合材料按重量份计，包括以下组分：聚酰胺树脂20‑50份；聚丙烯树脂10‑20份；相容剂2‑5份；玻璃纤维20‑60份；稳定剂0.1‑0.5份；润滑剂0.1‑2份。本发明提供的聚酰胺复合材料不仅具有高刚性，同时具备低介电常数和低介电损耗，能够适用于对力学性能和介电性能要求较高的通信及家电等领域。

技术领域

本发明涉及工程塑料技术领域，具体涉及一种聚酰胺复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着5G技术的推广，万物互联的进展不断加快。对信号传输的要求也越来越高。用于信号传输的设备，拥有低介电常数和低介电损耗，将会尽可能地保护信号传输与数据交换。

聚酰胺，是世界上第一种合成纤维，是分子主链上含有重复酰胺基团的热塑性树脂的总称。聚酰胺具有优良的力学性能和电绝缘性能，机械强度高，韧性好，还具有优良的耐热性、耐候性和耐摩擦性，从而在汽车、电子电气、消费电器等领域都有广泛的应用。

改性聚酰胺最常见的方法，就是使用玻璃纤维填料进行增强改性，以获得高刚性高模量的优异性能。但是玻璃纤维的加入会增大聚酰胺材料的介电常数，用于通信领域将会大大影响信号传输和数据交换，限制了增强聚酰胺材料在通信领域的应用。因此需要开发兼顾高刚性、低介电常数和低介电损耗的改性聚酰胺复合材料。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提出了一种聚酰胺复合材料及其制备方法和应用。具体技术方案如下：

一种聚酰胺复合材料，按重量份计，包括以下组分：

进一步地，所述聚丙烯树脂的二甲苯可溶物含量≤4wt％。二甲苯可溶物含量依据GB/T 24282-2009测试。对于聚丙烯，分子链中不规整的结构易溶解于二甲苯中，二甲苯可溶物含量越高，说明分子链规整性越差，等规度越低，模量也就越差。二甲苯可溶物含量大于4wt％，刚性会下降比较多，不利于提升复合材料的模量。

进一步地，所述玻璃纤维中B₂O₃的含量为21-24wt％。玻璃纤维中B₂O₃的含量的测量方法：利用以碱金属氢氧化物作为消解溶剂的微波消解技术对玻璃样品进行快速消解，并采用甘露醇容量法测定其B₂O₃含量。B₂O₃是玻璃形成体氧化物，硼氧四面体[BO₄]为架状结构，结构紧密，能够有效降低介电常数。但若B₂O₃含量持续增加，玻璃中没有足够的游离氧，层状结构的硼氧三角体[BO₃]含量增多，架状结构的硼氧四面体[BO₄]含量下降，从而导致玻璃网络结构疏松，化学性质不稳定。过高的B₂O₃含量也会导致挥发增多，容易造成玻璃成分不均匀，从而影响材料的介电性能和模量。

进一步地，所述玻璃纤维按照I SO 1183-1:2012测试的密度为2.29-2.32g/cm³。玻璃的成分不同，密度有差异，单位体积内极化的分子数不同。体积越大，单位体积内极化的分子数越多，介电常数越大。

进一步地，所述玻璃纤维的直径为10-13μm，所述玻璃纤维的长度为3-4.5μm。玻璃纤维的直径过细，容易被螺杆剪碎，降低复合材料性能；直径过粗，会影响与基材的粘接性也会降低性能。玻璃纤维的长度越长，外观越差；长度过短，无法起到增强作用。

进一步地，所述相容剂为马来酸酐接枝辛烯乙烯共聚物、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、马来酸酐接枝聚丙烯或马来酸酐接枝聚乙烯中的一种或多种，优选马来酸酐接枝聚丙烯。