CN102634189A - 一种高温尼龙ppa增强材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高温尼龙PPA增强材料，其特征在于，其组分按重量份数计，主要包括：聚邻苯二甲酰胺(PPA)44～54；聚酰胺5～15；填充增强剂30～50；热稳定剂0.1～0.8；成核剂0.01～0.5；润滑剂0.2～0.8。本发明一种高温尼龙PPA增强材料，通过在聚邻苯二甲酰胺中引入聚酰胺，改善材料的流动性和加工性能；引入成核剂提高材料的结晶速率，改善脱模性能，提高材料尺寸稳定性，改善产品表面光泽；引入填充增强剂，增强材料的综合机械性能。相较于现有技术，本发明一种高温尼龙PPA材料具有较好的流动性和加工性能，其综合性能比普通PPA材料具有较大提高。本发明还提供了一种上述高温尼龙PPA增强材料的制备方法。

Description

一种高温尼龙PPA增强材料及其制备方法
【技术领域】
本发明涉及高分子材料技术领域，特别涉及一种高温尼龙PPA曾强材料及其制备方法。 
【背景技术】
聚邻苯二甲酰胺(Polyphthalamide，PPA)是以对苯二甲酸或邻苯二甲酸为原料的半芳香族聚酰胺。PPA是一种半结晶性热塑性芳香族聚酰胺，俗称芳香族高温尼龙，它是一种耐高温的材料，熔点介于310～325℃之间。PPA具有以下基本特性：1、比脂肪类聚酰胺如PA66更结实坚硬；2、对水分的敏感度更低、热性能更好；3、耐蠕变、疲劳和耐化学品性能优秀；4、玻璃增强的PPA树脂有很高的热变形温度(Heat Deflection Temperature，HDT)值，能耐受很高温度的短期作用；5、在正常环境条件下，PPA树脂通常对脂肪烃、芳香烃、氯代烃、酯、酮、醇和大多数水溶液表现出优秀的抗溶性。 
所有的聚酰胺都吸收一定的水分，引起增塑作用和尺寸改变。例如PA66，其在-5℃下，相对湿度为100％时，能吸收8～9％的水分，这使其玻璃化温度(Tg)由6.5℃降到-20℃，尺寸增长2～3％。在相同条件下，PPA树脂能吸收约6％的水分，但其玻璃化温度不会低于40℃，伴随的尺寸增长不超过1％。 
目前PPA树脂主要被应用于汽车工业、仪器壳体、电气电子等领域。由于纯的PPA树脂流动性差，加工较为困难，限制了其使用范围。 
【发明内容】
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种流动性较好，较易于加工的高温增强尼龙PPA曾强材料及其制备方法。 
为了达到上述目的，本发明提供一种高温尼龙PPA曾强材料，其特征在于，其组分按重量份数计，主要包括： 
聚邻苯二甲酰胺    44～54； 
聚酰胺            5～15； 
填充增强剂        30～50； 
热稳定剂          0.1～0.8； 
成核剂            0.01～0.5； 
润滑剂            0.2～0.8。 
所述的聚邻苯二甲酰胺为半结晶性聚邻苯二甲酰胺。 
所述的聚酰胺为PA66。 
所述的填充增强剂为玻璃纤维，优选地，该玻璃纤维为表面涂覆硅氧烷基浸润剂处理的无碱玻璃纤维。 
所述的热稳定剂为有机铜热稳定剂。 
所述的成核剂为长碳链线性饱和羧酸钠盐、长碳链线性饱和羧酸钙盐中的一种。 
所述的润滑剂为内润滑剂，优选地，该润滑剂为硅酮粉。 
本发明还提供上述一种高温尼龙PPA增强材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 
(1)按重量份数称取原料； 
(2)将原料分别进行干燥处理，其中，聚邻苯二甲酰胺干燥处理温度120℃～130℃，干燥处理时间4～5h，聚酰胺干燥处理温度90～100℃，干燥处理时间4～5h； 
(3)将干燥好的聚邻苯二甲酰胺和聚酰胺加入高速混合机中，并加入热稳定剂、成核剂和润滑剂，混合5～10min； 
(4)将充分混合的原料放入双螺杆挤出机，同时加入填充增强剂进行填充增强挤出造粒，制得高性能高温尼龙增强材料。 
所述步骤(4)中，该双螺杆挤出机的各区温度设定为：一区温度270～290℃，二区温度280～295℃，三区温度280～295℃，四区温度280～295℃，五区温度280～295℃，六区温度280～295℃，七区温度280～295℃，八区温度280～295℃，机头温度270～290℃。充分混合的原料在该双螺杆挤出机的停留时间为2～4min，双螺杆挤出机内压力为14～18MPa。 
本发明一种高温尼龙PPA增强材料，通过在聚邻苯二甲酰胺中引入聚酰胺，改善材料的流动性和加工性能；引入成核剂提高材料的结晶速率，改善脱模性能，提高材料尺寸稳定性，改善产品表面光泽；引入填充增强剂，增强材料的综合机械性能。相较于现有技术，本发明一种高温尼龙PPA材料具有较好的流动性和加工性能，其综合性能比普通PPA材料具有较大提高。 
【附图说明】
图1为本发明一种高温尼龙PPA增强材料的制备方法的方框流程图。 
【具体实施方式】
以下结合附图对本发明一种高温尼龙PPA增强材料及其制备方法的具体实施方式作进一步详细描述。 
请参阅图1，其绘示本发明一种高温尼龙PPA增强材料的制备方法的方框流程图。 
本发明一种高温尼龙PPA增强材料，其特征在于，其组分按重量份数计，主要包括： 
聚邻苯二甲酰胺    44～54； 
聚酰胺            5～15； 
填充增强剂        30～50； 
热稳定剂      0.1～0.8； 
成核剂        0.01～0.5； 
润滑剂        0.2～0.8。 
其中，所述的聚邻苯二甲酰胺(PPA)为半结晶性聚邻苯二甲酰胺，选用的是EMS公司的产品，牌号为FE8121。 
其中，所述的聚酰胺为PA66，其可以很好的与PPA材料融合，从而增加PPA材料的流动性，提高加工性能，选用的是神马公司的产品，牌号为ERP27。 
其中，所述的填充增强剂为玻璃纤维，玻璃纤维的加入可以大大增强PPA材料的综合性能。优选地，该玻璃纤维为表面涂覆硅氧烷基浸润剂处理的无碱玻璃纤维，选用的是巨石公司的产品，牌号为560A。 
其中，所述的热稳定剂为有机铜热稳定剂，其作用是使材料在高温加工过程中不降解，保持其机械性能，选用的是布鲁格曼公司的产品，牌号为H3336。 
其中，所述的成核剂为长碳链线性饱和羧酸钠盐、长碳链线性饱和羧酸钙盐中的一种，其作用是提高材料结晶速率，改善脱模性能，提高材料尺寸稳定性，改善产品表面光泽，选用的是布鲁格曼公司的产品，牌号为P-22。 
其中，所述的润滑剂为内润滑剂，其作用是使复合材料各组分更好地分散。优选地，该润滑剂为硅酮粉，选用的是布鲁格曼公司的产品，牌号为P-12。 
实施例1 
本发明一种高温尼龙PPA曾强材料，其各组分按重量份数计，主要包括： 
PPA                54； 
PA66              15； 
无碱玻璃纤维      30； 
成核剂            0.5； 
硅酮粉            0.5； 
有机铜热稳定剂    0.3。 
通过以下步骤制备复合材料： 
步骤101：按重量份数称取PPA(FE8121)54份，PA66(ERP27)15份，玻璃纤维(560A)30份，成核剂(P-22)和硅酮粉(P-12)均为0.5份，有机铜热稳定剂(H3336)0.3份。 
步骤102：将原料分别进行干燥处理，其中，PPA的干燥处理温度为120℃，干燥处理时间4h，PA66的干燥处理温度为90℃，干燥处理时间4h。 
步骤103：将干燥好的PPA和PA66加入高速混合机中，并加入有机铜热稳定剂、成核剂和硅酮粉，混合5min。 
步骤104：将充分混合的原料放入双螺杆挤出机，同时加入无碱玻璃纤维进行增强填充挤出造粒，制得高性能高温尼龙PPA曾强材料。 
双螺杆挤出机的各区温度设定为：一区温度270℃，二区温度280℃，三区温度280℃，四区温度280℃，五区温度280℃，六区温度280℃，七区温度280℃，八区温度280℃，机头温度270℃。充分混合的原料在该双螺杆挤出机的停留时间为2min，双螺杆挤出机内压力为14MPa。 
实施例2 
本发明一种高温尼龙PPA曾强材料，其各组分按重量份数计，主要包括： 
PPA                 47； 
PA66                12； 
无碱玻璃纤维        40； 
成核剂              0.2； 
硅酮粉              0.5； 
有机铜热稳定剂      0.3。 
通过以下步骤制备复合材料： 
步骤201：按重量份数称取PPA(FE8121)47份，PA66(ERP27)12份，玻璃纤维(560A)40份，成核剂(P-22)0.2份，硅酮粉(P-12)0.5份，有机铜热稳定剂(H3336)0.3份。 
步骤202：将原料分别进行干燥处理，其中，PPA的干燥处理温度为125℃，干燥处理时间4.5h，PA66的干燥处理温度为95℃，干燥处理时间4.5h。 
步骤203：将干燥好的PPA和PA66加入高速混合机中，并加入有机铜热稳定剂、成核剂和硅酮粉，混合7min。 
步骤204：将充分混合的原料放入双螺杆挤出机，同时加入无碱玻璃纤维进行增强填充挤出造粒，制得高性能高温尼龙PPA曾强材料。 
双螺杆挤出机的各区温度设定为：一区温度280℃，二区温度290℃，三区温度290℃，四区温度290℃，五区温度290℃，六区温度290℃，七区温度290℃，八区温度290℃，机头温度280℃。充分混合的原料在该双螺杆挤出机的停留时间为3min，双螺杆挤出机内压力为16MPa。 
实施例3 
本发明一种高温尼龙PPA曾强材料，其各组分按重量份数计，主要包括： 
PPA                 44； 
PA66                5； 
无碱玻璃纤维        50； 
成核剂              0.2； 
硅酮粉              0.5； 
有机铜热稳定剂      0.3。 
通过以下步骤制备复合材料： 
步骤301：按重量份数称取PPA(FE8121)44份，PA66(ERP27)5份，玻 璃纤维(560A)50份，成核剂(P-22)0.2份，硅酮粉(P-12)0.5份，有机铜热稳定剂(H3336)0.3份。 
步骤302：将原料分别进行干燥处理，其中，PPA的干燥处理温度为130℃，干燥处理时间5h，PA66的干燥处理温度为100℃，干燥处理时间5h。 
步骤303：将干燥好的PPA和PA66加入高速混合机中，并加入有机铜热稳定剂、成核剂和硅酮粉，混合10min。 
步骤304：将充分混合的原料放入双螺杆挤出机，同时加入无碱玻璃纤维进行增强填充挤出造粒，制得高性能高温尼龙PPA增强材料。 
双螺杆挤出机的各区温度设定为：一区温度290℃，二区温度295℃，三区温度295℃，四区温度295℃，五区温度295℃，六区温度295℃，七区温度295℃，八区温度295℃，机头温度290℃。充分混合的原料在该双螺杆挤出机的停留时间为4min，双螺杆挤出机内压力为18MPa。 
实施例1～3制得的高温尼龙PPA增强材料的性能测试结果见表1。 
表1.实施例1～3的制得的高温尼龙PPA增强材料的性能测试结果 
Figure BDA0000046814380000051
本发明一种高温尼龙PPA增强材料，通过在PPA材料中引入聚酰胺，改善PPA材料的流动性和加工性能；引入成核剂提高材料的结晶速率，改善脱模性能，提高材料尺寸稳定性，改善产品表面光泽；引入玻璃纤维，增强材料的综合机械性能。相较于现有技术，本发明一种高温尼龙PPA材料具有较好的流动性和加工性能，其综合性能比普通PPA材料具有较大提高。 
需指出的是，本发明不限于上述实施方式，任何熟悉本专业的技术人员基于本发明技术方案对上述实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，都落入本发明的保护范围内。 

Claims (12)

1.一种高温尼龙PPA曾强材料，其特征在于，其组分按重量份数计，主要包括：
聚邻苯二甲酰胺    44～54；
聚酰胺            5～15；
填充增强剂        30～50；
热稳定剂          0.1～0.8；
成核剂            0.01～0.5；
润滑剂            0.2～0.8。
2.根据权利要求1所述的高温尼龙PPA曾强材料，其特征在于：该聚邻苯二甲酰胺为半结晶性聚邻苯二甲酰胺。
3.根据权利要求1所述的高温尼龙PPA曾强材料，其特征在于：该聚酰胺为PA66。
4.根据权利要求1所述的高温尼龙PPA曾强材料，其特征在于：该填充增强剂为玻璃纤维。
5.根据权利要求4所述的高温尼龙PPA曾强材料，其特征在于：该填充增强剂为无碱玻璃纤维。
6.根据权利要求1所述的高温尼龙PPA曾强材料，其特征在于：该热稳定剂为有机铜热稳定剂。
7.根据权利要求1所述的高温尼龙PPA曾强材料，其特征在于：该成核剂为长碳链线性饱和羧酸钠盐、长碳链线性饱和羧酸钙盐中的一种。
8.根据权利要求1所述的高温尼龙PPA曾强材料，其特征在于：该润滑剂为内润滑剂。
9.根据权利要求8所述的高温尼龙PPA曾强材料，其特征在于：该润滑剂为硅酮粉。
10.一种权利要求1所述的高温尼龙PPA曾强材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)按重量份数称取原料；
(2)将原料分别进行干燥处理，其中，聚邻苯二甲酰胺干燥处理温度120℃～130℃，干燥处理时间4～5h，聚酰胺干燥处理温度90～100℃，干燥处理时间4～5h；
(3)将干燥好的聚邻苯二甲酰胺和聚酰胺加入高速混合机中，并加入热稳定剂、成核剂和润滑剂，混合5～10min；
(4)将充分混合的原料放入双螺杆挤出机，同时加入填充增强剂进行增强填充挤出造粒，制得高性能高温尼龙增强材料。
11.根据权利要求10所述的高温尼龙PPA增强材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，该双螺杆挤出机的各区温度设定为：双螺杆挤出机的一区温度270～290℃，二区温度280～295℃，三区温度280～295℃，四区温度280～295℃，五区温度280～295℃，六区温度280～295℃，七区温度280～295℃，八区温度280～295℃，机头温度270～290℃。
12.根据权利要求10所述的高温尼龙PPA增强材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，该充分混合的原料在该双螺杆挤出机的停留时间为2～4min，双螺杆挤出机内压力为14～18MPa。
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