本發明涉及一種高分子復合材料,具體涉及一種低吸水無鹵阻燃輻照交聯pa/pbt復合材料及其制備方法。
背景技術:
1、聚酰胺材料憑借著其優異的力學性能、耐熱性、耐磨性和電絕緣性而被廣泛于汽車、機械、電子、紡織、化工等領域。
2、聚酰胺材料具有較高的吸水率,其飽和吸水率可以達到3%以上,導致材料尺寸穩定性和電性能受到影響,這對薄壁件影響尤其突出,同時機械強度大幅度降低。
3、聚對苯二甲酸丁二醇酯不僅具有較低吸水率,同時具有高耐熱性、良好的自潤滑特性、優異的電絕緣性和尺寸穩定性等,綜合性能優異,被廣泛應用于汽車、電子電器、機械設備、紡織等領域。
4、高分子合金技術通過相容劑使兩種不同的高分子在物理或者化學層面上實現相容,使不同組分之間取長補短,獲得良好的綜合性能。故解決尼龍吸水率大的問題可以通過與低吸水率高分子組分復合進行改善。
5、將吸水率較低的pbt與pa66復合,所得材料吸水率大幅度降低,如cn201510995544公開了一種新型尼龍6-聚對苯二甲酸丁二醇酯阻燃合金材料及其制備方法,pbt的加入使材料吸水率大幅度降低。
6、輻照交聯技術是指通過高能射線輻照在材料內部形成活性種,活性種進一步誘導反應實現大分子交聯的技術。通過高能輻照,常規線性聚合物變成具有三維立體空間網絡結構的聚合物,產品的力學性能、耐化學性能、電氣性能、耐熱性能(瞬時耐溫)以及耐候性能等顯著提升。
7、輻照交聯技術可誘導界面橋聯反應,提高共混組分之間的相容性,大幅度提高材料性能。
技術實現思路
1、本發明將具有低吸水率特性的pbt樹脂按照一定量添加到pa66樹脂中,并且通過添加無鹵阻燃劑實現了v0級阻燃,同時,通過輻照交聯技術使該pa66/pbt復合材料界面強度提升,賦予了其更高的力學性能、耐化學性能、電氣性能、耐熱性能(瞬時耐溫)以及耐候性能,可以廣泛應用于汽車、電子電器、機械設備等領域。
2、本發明是以如下技術手段實現上述發明目的。
3、一種低吸水無鹵阻燃輻照交聯pa/pbt復合材料及其制備方法,按重量份數,包含以下原料組份:
4、pa66:???????????????20-60份
5、pbt:????????????????10-50份
6、玻璃纖維????????????15-50份
7、相容劑:?????????????2-10份
8、無鹵阻燃劑:?????????15-30份
9、熱穩定劑:???????????0.5-2.0份
10、交聯助劑:???????????1-5份
11、潤滑劑:?????????????0.5-1份。
12、所述pa可為pa66、pa6、pa12、pa56、共聚pa66/6等中的一種或者幾種,包括但不限于以上非高溫尼龍品種,優選pa66,其中pa66的熔融指數在5-40g/10min,275℃/2.16?kg;優選為10-25g/10min。
13、所述聚對苯二甲酸丁二醇酯的特性粘度在0.8-1.5?dl/g,高粘度更佳。
14、所述玻璃纖維采用的是無堿玻纖短纖,其表面經過偶聯劑處理,短纖長度優選為3-12?mm長度。
15、所述相容劑可為環氧樹脂cyd-011、環氧樹脂e-54、乙烯-丙烯酸-甲基丙烯酸縮水甘油酯e-ma-gma中的一種或多種,優選為e-ma-gma。
16、所述無鹵阻燃劑可為磷系阻燃劑、無機阻燃劑、氮系阻燃劑、磷氮系阻燃劑等其中的一種或者多種,優選二乙基次磷酸鋁(adp)。
17、所述熱穩定劑可為受阻酚類抗氧劑或亞磷酸酯類抗氧劑中的一種或多種,受阻酚類抗氧劑可為抗氧劑1010、1098,亞磷酸酯類抗氧劑可為抗氧劑168、608、626、9228等。
18、所述交聯助劑可為三烯丙基氰尿酸酯(tac)、三烯丙基異氰尿酸酯(taic)、三甲代烯丙基異氰尿酸酯(tmaic)、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(tmptma)中的一種或者幾種,優選三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(tmptma)。
19、所述潤滑劑可為硅酮潤滑劑、硅油、硬脂酸鋅、硬脂酸鈉、硬脂酸鈣、季戊四醇硬脂酸酯、乙撐雙硬脂酰胺、聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、乙烯-丙烯酸共聚物、褐煤酸蠟中的一種或幾種。
20、?該材料采用雙螺桿擠出機熔融擠出造粒,螺桿轉速250-450?rpm/min,螺桿長徑比50:1,擠出機溫度:170-280℃;樹脂和粉料熔融共混后擠出造粒;其中交聯助劑可以在擠出機螺桿主喂、側喂加入,也可以交聯助劑母粒外拌的形式加入。
21、?交聯方法采用高能射線輻照交聯,輻照射線為電子束、γ射線、x射線,輻照劑量為50-300?kgy。
22、該產品可根據客戶需求,添加不同類別的色粉獲得特定的顏色。
23、與現有技術相比,本發明具有如下創新優勢:
24、向pa66里面添加低吸水性的pbt,材料整體吸水率大幅降低,克服了單一pa66材料吸水率偏高、尺寸與性能不穩定的問題。
25、創新的使用輻照交聯技術,輻照技術結合帶環氧基團的相容劑,能夠大幅度提高共混組分之間的相容性,減小共混體系相分離對吸水率的影響,同時賦予材料良好的力學性能。
26、本產品創新的使用了輻照交聯技術,通過誘導樹脂交聯,使材料具有高溫難熔融遇溶劑難溶解的特性,耐瞬時高溫可達350?℃以上,在耐電弧方面具有良好的適用性,同時交聯降低了材料吸水速率,提高了材料尺寸穩定,使材料綜合性能大幅度提高。
27、同時本發明提供了一種新型的低吸水性能高強度的無鹵阻燃尼龍材料復合材料的選擇,為尼龍的應用提供了創新方案,該復合材料具體可用作容器外殼、負載斷路開關、馬達外殼、端子板、線圈骨架、插頭、電路連接器以及電話分配箱等低壓電器領域。。
1.一種低吸水無鹵阻燃輻照交聯pa/pbt復合材料,按重量份數,包含以下原料組份:
2.根據權利要求1所述一種低吸水無鹵阻燃輻照交聯pa/pbt復合材料,其特征在于,所述pa樹脂可為pa66、pa6、pa12、pa56、共聚pa66/6等中的一種或者幾種。
3.?根據權利要求1所述一種低吸水無鹵阻燃輻照交聯pa/pbt復合材料,其特征在于,所述聚對苯二甲酸丁二醇酯的特性粘度在0.8-1.5?dl/g。
4.根據權利要求1所述一種低吸水無鹵阻燃輻照交聯pa/pbt復合材料,其特征在于,所述玻璃纖維采用的是無堿玻纖短纖,其表面經過偶聯劑處理。
5.根據權利要求1所述一種低吸水無鹵阻燃輻照交聯pa/pbt復合材料,其特征在于,所述相容劑可為環氧樹脂cyd-011、環氧樹脂e-54、乙烯-丙烯酸-甲基丙烯酸縮水甘油酯e-ma-gma中的一種或多種。
6.根據權利要求1所述一種低吸水無鹵阻燃輻照交聯pa/pbt復合材料,其特征在于,所述無鹵阻燃劑可為磷系阻燃劑、無機阻燃劑、氮系阻燃劑和磷氮系阻燃劑等其中一種或者多種。
7.根據權利要求1所述一種低吸水無鹵阻燃輻照交聯pa/pbt復合材料,其特征在于,所述熱穩定劑為抗氧劑,可為受阻酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑中的一種或多種,其中受阻酚類抗氧劑可為抗氧劑1010、1098,亞磷酸酯類抗氧劑可為抗氧劑168、626、9228,所述潤滑劑可為硅酮潤滑劑、硅油、硬脂酸鋅、硬脂酸鈉、硬脂酸鈣、季戊四醇硬脂酸酯、乙撐雙硬脂酰胺、聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、乙烯-丙烯酸共聚物、褐煤酸蠟中的一種或幾種。
8.根據權利要求1所述一種低吸水無鹵阻燃輻照交聯pa/pbt復合材料,其特征在于,所述交聯助劑為三烯丙基氰尿酸酯(tac)、三烯丙基異氰尿酸酯(taic)、三甲代烯丙基異氰尿酸酯(tmaic)、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(tmptma)中的一種或者幾種。
9.?根據權利要求1~8任一項所述一種低吸水無鹵阻燃輻照交聯pa/pbt復合材料的制備方法,包括步驟:將填料進行表面處理后,各組分按比例加入高速預混機均混,然后采用雙螺桿擠出機擠出造粒,螺桿轉速在250-400?rpm/min,螺桿長徑比推薦為50:1,擠出機溫度在170-290℃之間,造粒烘干后,進一步注塑成型,其中交聯助劑的添加方式可為擠出機主喂、側喂,也可以母粒外拌方式添加,采用高能射線輻照交聯可得到復合材料。
10.?根據權利要求9所述一種低吸水無鹵阻燃輻照交聯pa/pbt復合材料的制備方法,其特征在于:所述交聯方法為高能射線輻照交聯,可為電子束輻照、γ射線輻照、x射線輻照,輻照劑量為50-300?kgy;將所得注塑件進行輻照處理,即可得到上述復合材料。