專利名稱：可激光成型的聚鄰苯二酰胺組合物及制備方法
技術領域：
本發明涉及材料領域，特別是涉及一種聚鄰苯二酰胺組合物及其制備方法。
背景技術：
三維模塑互連器件(3D-MID)又稱三維電路或立體電路，是指在注塑成型的塑料殼體上，制作有電氣功能的導線、圖形，從而實現將普通的電路板具有的電氣互連功能、支承元器件功能和塑料殼體的支撐、防護等功能集成于一體，形成立體電路載體，即三維模塑互連器件。三維模塑互連器件具有可以根據設計需要選擇形狀、功能新、適合更小、更輕的發展趨勢的設計優勢，還具有減少安裝層次、降低元器件數量，提高可靠性以及減少材料數量和品種的投入、利于環保處理等經濟環境方面的優勢。3D-MID目前已經在汽車、工業、計 算機、通訊等領域有可觀數量的應用，今后必將成為電路板行業的一個重要分支。3D-MID 主要包括 2Shot MID(雙模注塑成型)以及 Laser Direct StructureMID (簡稱LDS MID，激光鐳射成型)兩種方式。目前主要以LDS應用為主。LDS是激光直接成型(Laser-Direct-Structuring)的英文縮寫,是指用計算機按照導電圖形的軌跡控制激光的運動，將激光投照到模塑成型的三維塑料器件上，在幾秒鐘的時間內，活化出電路圖案。用這種技術制造三維電路載體僅僅需要以下工藝步驟采用普通的注射成型設備、模具和技術注射成型塑料件；隨后用激光將塑料表面電路圖案部分激活；后用化學方法進行金屬鍍覆；最后通過回流焊接工藝對器件進行組裝，從而實現在三維塑料件上制造導電圖形，形成互連器件。聚鄰苯二酰胺是以對苯二甲酸或鄰苯二甲酸為原料的半芳香族尼龍，是一種半結晶性熱塑性功能型材料。這種材料具有優異的綜合物性，在熱、電、物理及耐化學性方面都有良好的表現。特別是在高溫下仍具有高剛性與高強度及極佳的尺寸精度和穩定性，這使得聚鄰苯二甲酰胺在汽車、電子電氣、機械工程等領域都擁有廣泛的應用前景?，F有的聚鄰苯二酰胺組合物已經滿足不了激光直接成型的特殊工藝要求，迫切需要研發一種可激光直接成型的同時適用于回流焊接工藝還具有耐高溫性、優異的力學性能的聚鄰苯二酰胺組合物。

發明內容
基于此，本發明的目的在于提供一種可激光直接成型的耐高溫聚鄰苯二酰胺組合物。具體的技術方案如下一種可激光直接成型的聚鄰苯二酰胺組合物，其由如下重量份的原料制備得到聚鄰苯二酰胺，30 75份；無機顏料，2 10份；成核劑，O. 3份；玻璃纖維，20 40份；
受阻酚類抗氧劑，O. 2份；亞磷酸酯類抗氧劑，O. 2份；潤滑劑，O. 5份。在其中一些實施例中，其由如下重量份的原料制備得到聚鄰苯二酰胺，50 70份；無機顏料，5 10份； 成核劑，O. 3份；玻璃纖維，25 35份；受阻酚類抗氧劑，O. 2份；亞磷酸酯類抗氧劑，O. 2份；潤滑劑，O. 5份。在其中一些實施例中，所述無機顏料為LDS添加劑。使得聚鄰苯二酰胺組合物能夠用于激光直接成型。在激光直接成型工藝中，所述無機顏料用激光照射后，能釋放出金屬單質，作為化學鍍銅時的還原劑，催化銅金屬的沉積。上述無機顏料為金屬氧化物混合顏料，具有尖晶石結構或與尖晶石相關結構如銅鉻氧化物尖晶石；是由多種金屬氧化物經高溫固相反應而生成的，金屬氧化物中的金屬元素為 Cu、Cr、Ag、Au、Ni、Ti、Cr、Co、Mn、Ce、Nb、Fe 中的一種或幾種。粉末密度在 4. 5 5. 8g/cm3之間,優選在4. 8 5. 6g/cm3之間,進一步優選在4. 9 5. 4g/cm3之間。粒徑為O. I 30 μ m,優選為I 8 μ m。吸油量為5 40g/100g，優選為10 30g/100g。在其中一些實施例中，所述成核劑為羧酸鈣鹽。在其中一些實施例中，所述玻璃纖維為表面經過偶聯劑改性的短切玻璃纖維。在其中一些實施例中，所述潤滑劑為乙撐雙脂肪酸酰胺。在其中一些實施例中，所述受阻酚類抗氧劑為β - (4-羥基苯基-3，5- 二叔丁基)丙酸十八基酯；所述亞磷酸酯類抗氧劑為三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯。本發明的另一目的是提供上述聚鄰苯二酰胺組合物的制備方法。上述聚鄰苯二酰胺組合物的制備方法，包括如下步驟(I)將上述重量份的聚鄰苯二酰胺于110 130°C干燥處理3 5h，然后將干燥后的聚鄰苯二酰胺與上述重量份的無機顏料、成核劑、受阻酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑、潤滑劑置于混合機中混合20分鐘，得預混合料；(2)將步驟(I)得到的預混合料經喂料器加入平行雙螺桿擠出機中，熔融擠出，玻璃纖維在平行雙螺桿擠出機的第六區加入，加工工藝如下平行雙螺桿擠出機一區溫度305 315°C，二區溫度305 315°C，三區溫度305 315°C，四區溫度305 315°C，五區溫度305 315°C，六區溫度305 315°C，七區溫度305 315°C，八區溫度305 315°C，九區溫度305 315°C，模頭溫度310 320°C，物料在平行雙螺桿擠出機料筒里停留時間控制在I 3分鐘；(3)將步驟(2)得到的物料經過拉條、冷卻、切粒，即得所述聚鄰苯二酰胺組合物。與現有技術相比，本發明具有如下優點I.本發明的聚鄰苯二酰胺組合物具有環保無毒、價格便宜，加工工藝簡單等優點。2.本發明的聚鄰苯二酰胺組合物具有很好的耐熱性和優良的力學性能，適用于回流焊接工藝。3.本發明的聚鄰苯二酰胺組合物可用于激光直接成型技術，與金屬鍍層的有良好的結合力。
具體實施例方式本發明實施例所使用的原料如下聚鄰苯二酰胺購自美國阿莫科，牌號是A1006 ；玻璃纖維購自長春人造樹脂公司，牌號是CPP187 ；成核劑購自科萊恩，牌號是Cavl02 ；無機顏料為金屬氧化物混合顏料，購自湖南科勒顏料有限公司，其密度為4. 9 5. 4g/cm3，粒徑為I 8 μ m，吸油量為10 30g/100g ；受阻酚類抗氧劑購自瑞士汽巴，牌號是IRGAN0X1076 ；亞磷酸酯類抗氧劑購自瑞士汽巴，牌號是IRGAN0X168 ；潤滑劑購自蘇州興泰國光化學助劑有限公司，牌號是TAF。以下通過實施例對本發明做進一步的闡述。實施例I :一種聚鄰苯二酰胺組合物，其原料組成及重量份如下聚鄰苯二酰胺，63. 8份；無機顏料，5份；成核劑，O. 3份；潤滑劑，O. 5份；受阻酚類抗氧劑，O. 2份；亞磷酸酯類抗氧劑，O. 2份；玻璃纖維，30份。上述聚鄰苯二酰胺組合物的制備方法，包括如下步驟(I)將聚鄰苯二酰胺于110 130°C干燥處理3 5h，然后將干燥后的聚鄰苯二酰胺與無機顏料、成核劑、受阻酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑置于混合機中混合20分鐘，得預混合料；(2)將步驟(I)得到的預混合料經喂料器加入平行雙螺桿擠出機中，熔融擠出，玻璃纖維在平行雙螺桿擠出機的第六區加入，加工工藝如下平行雙螺桿擠出機一區溫度310°C，二區溫度310°C，三區溫度310°C，四區溫度310°C，五區溫度310°C，六區溫度310°C，七區溫度310°C，八區溫度310°C，九區溫度310°C，模頭溫度320°C，物料在平行雙螺桿擠出機料筒里停留時間控制在I 3分鐘；(3)將步驟(2)得到的物料經過拉條、冷卻、切粒，即得所述聚鄰苯二酰胺組合物。實施例2 一種聚鄰苯二酰胺組合物，其原料組成及重量份如下聚鄰苯二酰胺，60. 8份；無機顏料，8份；成核劑，O. 3份；潤滑劑，O. 5份；受阻酚類抗氧劑，O. 2份；亞磷酸酯類抗氧劑，O. 2份；玻璃纖維30份。上述聚鄰苯二酰胺組合物的制備方法，包括如下步驟(I)將聚鄰苯二酰胺于110 130°C干燥處理3 5h，然后將干燥后的聚鄰苯二酰胺與無機顏料、成核劑、受阻酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑置于混合機中混合20分鐘，得預混合料；(2)將步驟(I)得到的預混合料經喂料器加入平行雙螺桿擠出機中，熔融擠出，玻璃纖維在平行雙螺桿擠出機的第六區加入，加工工藝如下平行雙螺桿擠出機一區溫度310°C，二區溫度310°C，三區溫度310°C，四區溫度310°C，五區溫度310°C，六區溫度310°C，七區溫度310°C，八區溫度310°C，九區溫度310°C，模頭溫度320°C，物料在平行雙螺桿擠出機料筒里停留時間控制在I 3分鐘；(3)將步驟(2)得到的物料經過拉條、冷卻、切粒，即得所述聚鄰苯二酰胺組合物。實施例3一種聚鄰苯二酰胺組合物，其原料組成及重量份如下聚鄰苯二酰胺，58. 8份；無機顏料，10份；成核劑，O. 3份；潤滑劑，O. 5份；受阻酚類抗氧劑，O. 2份；亞磷酸酯類抗氧劑，O. 2份；玻璃纖維30份。
上述聚鄰苯二酰胺組合物的制備方法，包括如下步驟(I)將聚鄰苯二酰胺于110 130°C干燥處理3 5h，然后將干燥后的聚鄰苯二酰 胺與無機顏料、成核劑、受阻酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑置于混合機中混合20分鐘，得預混合料；(2)將步驟(I)得到的預混合料經喂料器加入平行雙螺桿擠出機中，熔融擠出，玻璃纖維在平行雙螺桿擠出機的第六區加入，加工工藝如下平行雙螺桿擠出機一區溫度310°C，二區溫度310°C，三區溫度310°C，四區溫度310°C，五區溫度310°C，六區溫度310°C，七區溫度310°C，八區溫度310°C，九區溫度310°C，模頭溫度320°C，物料在平行雙螺桿擠出機料筒里停留時間控制在I 3分鐘；(3)將步驟(2)得到的物料經過拉條、冷卻、切粒，即得所述聚鄰苯二酰胺組合物。實施例4一種聚鄰苯二酰胺組合物，其原料組成及重量份如下聚鄰苯二酰胺，65. 8份；無機顏料，8份；成核劑，O. 3份；潤滑劑，O. 5份；受阻酚類抗氧劑，O. 2份；亞磷酸酯類抗氧劑，O. 2份；玻璃纖維25份。上述聚鄰苯二酰胺組合物的制備方法，包括如下步驟(I)將聚鄰苯二酰胺于110 130°C干燥處理3 5h，然后將干燥后的聚鄰苯二酰胺與無機顏料、成核劑、受阻酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑置于混合機中混合20分鐘，得預混合料；(2)將步驟(I)得到的預混合料經喂料器加入平行雙螺桿擠出機中，熔融擠出，玻璃纖維在平行雙螺桿擠出機的第六區加入，加工工藝如下平行雙螺桿擠出機一區溫度310°C，二區溫度310°C，三區溫度310°C，四區溫度310°C，五區溫度310°C，六區溫度310°C，七區溫度310°C，八區溫度310°C，九區溫度310°C，模頭溫度320°C，物料在平行雙螺桿擠出機料筒里停留時間控制在I 3分鐘；(3)將步驟(2)得到的物料經過拉條、冷卻、切粒，即得所述聚鄰苯二酰胺組合物。實施例6一種聚鄰苯二酰胺組合物，其原料組成及重量份如下聚鄰苯二酰胺，55. 8份；無機顏料，8份；成核劑，O. 3份；潤滑劑，O. 5份；受阻酚類抗氧劑，O. 2份；亞磷酸酯類抗氧劑，O. 2份；玻璃纖維35份。上述聚鄰苯二酰胺組合物的制備方法，包括如下步驟(I)將聚鄰苯二酰胺于110 130°C干燥處理3 5h，然后將干燥后的聚鄰苯二酰胺與無機顏料、成核劑、受阻酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑置于混合機中混合20分鐘，得預混合料；(2)將步驟(I)得到的預混合料經喂料器加入平行雙螺桿擠出機中，熔融擠出，玻璃纖維在平行雙螺桿擠出機的第六區加入，加工工藝如下平行雙螺桿擠出機一區溫度310°C，二區溫度310°C，三區溫度310°C，四區溫度310°C，五區溫度310°C，六區溫度310°C，七區溫度310°C，八區溫度310°C，九區溫度310°C，模頭溫度320°C，物料在平行雙螺桿擠出機料筒里停留時間控制在I 3分鐘；(3)將步驟(2)得到的物料經過拉條、冷卻、切粒，即得所述聚鄰苯二酰胺組合物。對比例一種聚鄰苯二酰胺組合物，其原料組成及重量份如下聚鄰苯二酰胺，68. 8份；成核劑，O. 3份；潤滑劑，O. 5份；受阻酚類抗氧劑，O. 2份；亞磷酸酯類抗氧劑，O. 2份；玻璃纖維30份。 上述聚鄰苯二酰胺組合物的制備方法，包括如下步驟(I)將聚鄰苯二酰胺于110 130°C干燥處理3 5h，然后將干燥后的聚鄰苯二酰胺、成核劑、受阻酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑置于混合機中混合20分鐘，得預混合料；(2)將步驟(I)得到的預混合料經喂料器加入平行雙螺桿擠出機中，熔融擠出，玻璃纖維在平行雙螺桿擠出機的第六區加入，加工工藝如下平行雙螺桿擠出機一區溫度310°C，二區溫度310°C，三區溫度310°C，四區溫度310°C，五區溫度310°C，六區溫度310°C，七區溫度310°C，八區溫度310°C，九區溫度310°C，模頭溫度320°C，物料在平行雙螺桿擠出機料筒里停留時間控制在I 3分鐘；(3)將步驟(2)得到的物料經過拉條、冷卻、切粒，即得所述聚鄰苯二酰胺組合物。
將上述各實施例及對比例得到的聚鄰苯二酰胺組合物注射成型為一定形狀的塑料件。根據常規方法用波長900 1080nm，能量150 300mJ/cm2激光，在O. I lmm/s的掃描速率下對上述塑料件的預定區域按照設定形狀進行激光刻蝕，經過激光刻蝕的塑料件進行化學鍍，在所述塑料件的激光刻蝕區形成金屬鍍層。將上述各例子所制塑料件試樣進行以下性能測試(結果如表I所示)拉伸性能按ASTM-D638標準測試，拉伸速率50mm/min ；沖擊性能按ASTM-D256標準測試，樣條厚度為3. 2mm ；彎曲性能按ASTM-D790標準測試，彎曲速率10mm/min ；阻燃性能按UL94標準測試；塑料件表面金屬鍍層附著力測試(百格測試)按ASTM D3359標準測試在室溫23±2°C，相對濕度50±5%的條件下，用鋒利刀片(刀鋒角度為15° 30° )在測試樣品表面劃IOX 10個ImmX Imm小網格，每一條劃線深及鍍層底層；毛刷將測試區域刷干凈；用3M600號膠帶牢牢粘住被測試小網格，并用橡皮擦用力擦拭膠帶，以加大膠帶與被測區域的接觸面積及力度；用手抓住膠帶一端，在垂直方向以60°角度迅速扯下膠紙，同一位置進行2次相同測試。結果判定要求附著力> 4B時為合格。5B 一劃線邊緣光滑，在劃線的邊緣及交叉點處均無油漆脫落；4B 一在劃線的交叉點處有小片的油漆脫落，且脫落總面積小于5% ；3B 一在劃線的邊緣及交叉點處有小片的油漆脫落，且脫落總面積在5% 15%之間；2B 一在劃線的邊緣及交叉點處有成片的油漆脫落，且脫落總面積在15% 35%之間；IB 一在劃線的邊緣及交叉點處有成片的油漆脫落，且脫落總面積在35% 65%之間；OB 一在劃線的邊緣及交叉點處有成片的油漆脫落，且脫落總面積大于65%。表I實施例I 5及對比例性能測試結果
權利要求
1.一種聚鄰苯二酰胺組合物，其特征在于，由如下重量份的原料制備得到 聚鄰苯二酰胺，30 75份； 無機顏料，3 15份； 玻璃纖維，20 40份； 潤滑劑，0. 5份； 成核劑，0. 3份； 受阻酚類抗氧劑，0.2份； 亞磷酸酯類抗氧劑，0. 2份。
2.根據權利要求I所述的聚鄰苯二酰胺組合物，其特征在于，其由如下重量份的原料制備得到 聚鄰苯二酰胺，50 70份； 無機顏料，5 10份； 成核劑，0. 3份； 玻璃纖維，25 35份； 潤滑劑，0. 5份； 受阻酚類抗氧劑，0.2份； 亞磷酸酯類抗氧劑，0. 2份。
3.根據權利要求I或2所述的聚鄰苯二酰胺組合物，其特征在于，所述無機顏料為金屬氧化物混合顏料，其密度為4. 9 5. 4g/cm3，粒徑為I 8 y m，吸油量為10 30g/100g。
4.根據權利要求I或2所述的聚鄰苯二酰胺組合物，其特征在于，所述成核劑為羧酸鈣鹽。
5.根據權利要求I或2所述的聚鄰苯二酰胺組合物，其特征在于，所述玻璃纖維為表面經過偶聯劑改性的短切玻璃纖維。
6.根據權利要求I或2所述的聚鄰苯二酰胺組合物，其特征在于，所述潤滑劑為乙撐雙脂肪酸酰胺。
7.根據權利要求I或2所述的聚鄰苯二酰胺組合物，其特征在于，所述受阻酚類抗氧劑為@ - (4-羥基苯基-3，5- 二叔丁基)丙酸十八基酯；所述亞磷酸酯類抗氧劑為三(2，4- 二叔丁基苯基)亞磷酸酯。
8.如權利要求I 7任一項所述的聚鄰苯二酰胺組合物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)將所述重量份的聚鄰苯二酰胺于110 130°C干燥處理3 5h，然后將干燥后的聚鄰苯二酰胺與所述重量份的無機顏料、成核劑、受阻酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑、潤滑劑置于混合機中混合20分鐘，得預混合料； (2)將步驟(I)得到的預混合料經喂料器加入平行雙螺桿擠出機中，熔融擠出，玻璃纖維在平行雙螺桿擠出機的第六區加入，加工工藝如下平行雙螺桿擠出機一區溫度305 315°C，二區溫度305 315°C，三區溫度305 315°C，四區溫度305 315°C，五區溫度305 315°C，六區溫度305 315°C，七區溫度305 315°C，八區溫度305 315°C，九區溫度305 315°C，模頭溫度310 320°C，物料在平行雙螺桿擠出機料筒里停留時間控制在I 3分鐘；(3)將步驟(2)得到的物料 經過拉條、冷卻、切粒，即得所述聚鄰苯二酰胺組合物。
全文摘要
本發明公開了一種聚鄰苯二酰胺組合物及其制備方法，其原料組成及重量份如下聚鄰苯二酰胺，30～75份；無機顏料，3～15份；成核劑，0.3份；玻璃纖維，20～40份；潤滑劑0.5份；受阻酚類抗氧劑，0.2份；亞磷酸酯類抗氧劑，0.2份。本發明的聚鄰苯二酰胺組合物可用于激光直接成型技術，具有耐高溫性和優良的力學性能，適用于回流焊接工藝，且環保無毒、價格便宜，加工工藝簡單。
文檔編號C08K7/14GK102796371SQ20121027236
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月1日 優先權日2012年8月1日
發明者朱懷才, 陳列 申請人:東莞市信諾橡塑工業有限公司