CN103044905A - 聚酰胺组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种聚酰胺组合物，包括聚酰胺、阻燃剂和无机增强填料，所述的聚酰胺由半芳香族聚酰胺和脂肪族聚酰胺组成，所述的聚酰胺组合物还包括有阻燃协效剂，所述的半芳香族聚酰胺和脂肪族聚酰胺的质量比为1:0.35-3，按重量百分比计：聚酰胺30-74%；阻燃剂5-15%；无机增强填料20-60%；阻燃协效剂 1-5%。该聚酰胺组合物不仅具有高的熔体流动特性、高的模量、优越的机械性能、良好的阻燃性能，而且操作简单。
Description
技术领域
本发明属于高分子复合材料领域，具体涉及一种聚酰胺组合物。
背景技术
聚酰胺是一种重要的工程塑料品种，因其优异的机械强度、耐热性、耐化学品性和自润滑性，已经被广泛地应用于汽车、电子电器和其他工业、民用领域。
目前主要是通过在聚酰胺中添加较高填充量的矿物质组分如矿粉、玻璃纤维、碳纤维等来增强制品的强度，但是这会使得聚酰胺的熔体流动性大大下降，无法满足需求，不能制造出兼备强度、燃烧性和表面光洁的薄壁模塑制品。但在某些特殊的应用领域，既需要材料具有极好的流动性，而且要具有较高的模量及阻燃性能。因此，改善聚酰胺的流动性成为许多研究者共同研究的课题。改进聚酰胺的熔体流动性一般是通过添加流动促进剂如低分子量的聚烯烃蜡、硬脂酸、乙撑双硬脂酰胺、褐煤酸盐等来获得。在文献CN1498920A中提及的流动促进剂采用0.1~250μm的二氧化硅；PCT/NL00/00339、CN00811277.0中加熔点比高分子量聚酰胺的熔点高的聚酰胺低聚物；CN201110222602.8中添加1%~50%的液晶聚合物等。还有如CN1189174A、CN1305505A采用星型支化聚酰胺的方法改善流动性。所有这些技术都存在改进效果不够或者在注塑成品时会出现制品表面缺陷，或者需要采用化学方法合成新的聚合物，成本提高。
公开了一种流动性优良的、低翘曲的增强聚酰胺组合物及其制备方法和应用，该组合物是由30-60%的聚酰胺、40-70%的无机增强填料和0-20%的阻燃剂制备得到，虽然该增强聚酰胺组合物的流动性得到了一定程度的改善，但是仍存在模量较低、阻燃性能较差的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种聚酰胺组合物。
本发明所要解决的另一技术问题是提供了一种聚酰胺组合物的制备方法。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种聚酰胺组合物，包括聚酰胺、阻燃剂和无机增强填料，所述的聚酰胺由半芳香族聚酰胺和脂肪族聚酰胺组成，所述的聚酰胺组合物还包括有阻燃协效剂，所述的半芳香族聚酰胺和脂肪族聚酰胺的质量比为1:0.35-3，以组合物的总重量为基准，各组分重量百分含量如下：
聚酰胺 30-74%；
阻燃剂 5-15%；
阻燃协效剂 1-5%；
无机增强填料 20-60%。
其中，所述的半芳香族聚酰胺为主要由芳族二羧酸单元构成的二羧酸单元和主要由具有4至14个碳原子的脂族二胺单元构成的二胺单元，并且其包含不多于15μeq/g的端氨基。
进一步地，所述的半芳香族聚酰胺的粘度为0.6-1.5 dl/g，所述的脂肪族聚酰胺的粘度为1.0-2.5 dl/g。
优选地，所述的半芳香族聚酰胺的粘度为0.8-1.2 dl/g，所述的脂肪族聚酰胺的粘度为1.5-2.5 dl/g。
进一步地，所述的半芳香族聚酰胺为聚酰胺6T/6I、聚酰胺6T/6I/66、聚酰胺6T/6、聚酰胺6T/66、聚酰胺6I、聚酰胺10T、聚酰胺10I、聚酰胺10T/10I、聚酰胺10T/10I/66、聚酰胺10T/6、聚酰胺10T/66、聚酰胺12T、聚酰胺MXD6中的一种或者多种；
所述的脂肪族聚酰胺为聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺1010、聚酰胺6/66共聚物中的一种或者多种。
优选地，所述的半芳香族聚酰胺为聚酰胺6T/6I、聚酰胺6T/6I/66、聚酰胺6I、聚酰胺10T、聚酰胺10I、聚酰胺10T/10I、聚酰胺10T/10I/66和聚酰胺MXD6中的一种或者多种；
所述的脂肪族聚酰胺为聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺6/66中的一种或者多种。
进一步地，所述的阻燃剂为次膦酸盐、红磷、三聚氰胺氰尿酸盐中的一种；所述的阻燃协效剂为硼酸盐、金属氢氧化物中的一种。
优选地，所述的阻燃协效剂为硼酸锌、氢氧化镁、软水铝石中的一种。
进一步地，所述的无机增强填料为滑石粉、碳酸钙、高岭土、玻璃纤维中的一种或者多种。
进一步地，所述的聚酰胺组合物还包括有润滑剂、抗氧剂、抗水解剂、偶联剂和UV稳定剂中的一种或多种，按所述的聚酰胺、阻燃剂、无机增强填料和阻燃协效剂的总重量为100份计，所述的润滑剂、抗氧剂、抗水解剂、偶联剂和UV稳定剂中的一种或多种的添加量为0.1-3重量份。
一种所述的聚酰胺组合物的制备方法，包括以下步骤：将配方中的除无机增强填料外的原料按质量比一起加入到高速搅拌机中搅拌混合后，将无机增强填料从挤出机的侧向喂料口加入，与挤出机中的熔体混合，通过模头造粒得到所述的聚酰胺组合物；
双螺杆挤出机的温度为：塑化区温度：230-320℃、混合区温度：220-310℃、熔体温度：230-320℃，双螺杆转速为150-450r/min，停留时间1-5min。
由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：
该聚酰胺组合物不仅具有高的熔体流动特性、高的模量、优越的机械性能、良好的阻燃性能，而且操作简单。
附图说明
附图1为实施例和对比例数据。
具体实施方式
下面将通过具体实施例来对本发明进行进一步说明，但所述实施例仅用于解释说明本发明，并不是限制本发明。
主要材料
聚酰胺6T/66：[η]=0.9dl/g，自制
聚酰胺6T/6I：[η]=0.9dl/g，自制
聚酰胺10T：[η]=0.9dl/g，自制
聚酰胺10T/10I：[η]=0.9dl/g，自制
聚酰胺6：[η]=2.0dl/g，中国石化YH800
聚酰胺66：[η]=2.1dl/g，中国平煤神马EPR27
次膦酸盐：Exolit? OP1230，Clariant
硼酸锌：Firebrake? ZB，力拓矿业美国硼砂集团
玻璃纤维995，OWENSCORNING
物理性能测试
拉伸模量：在23℃,5mm/min下根据ISO527测定
弯曲模量：在23℃,5mm/min下根据ISO178测定
熔体流动速率：在290℃,2.16kg下根据ISO1133测定
阻燃性：0.75mm，按照UL94标准测定
实施例和对比例
聚酰胺的合成采用已知的缩聚方法制备，在一个带搅拌的釜式缩聚反应器中完成。具体的制备方法根据所需要制备的聚酰胺的种类，加入等摩尔的二元有机酸和二元有机胺、脱离子水，通过升温、脱水等过程而得。聚酰胺的分子量由苯甲酸等来调节。聚酰胺的特性粘度测定采用ISO307所规定的方法。即：将要测定的聚酰胺的样品溶于96%浓硫酸中，配置成浓度分别为0.05、0.1、0.2或0.4g/dl的溶液，取30℃下用乌式粘度计测量每个样品溶液的比浓对数粘度ηrlh，然后将ηrlh的数据外推到浓度为0的范围，即得到样品的特性粘度[η]。其中ηrlh按照下式计算：
ηrlh=[ln(t/t0)]/C （dl/g），其中t0表示溶剂的流过时间（秒）；t表示样品溶液流过时间（秒）；C表示样品浓度（g/dl）。
聚酰胺组合物的制备方法，包括以下步骤：按附图1中的配方将聚酰胺、阻燃剂、阻燃协效剂和其他助剂，如润滑剂、抗氧剂、抗水解剂、偶联剂和UV稳定剂中的一种或几种一起加入到高速搅拌机中搅拌混合后，将无机增强填料从挤出机的侧向喂料口加入，与挤出机中的熔体混合，通过模头造粒得到所述的聚酰胺组合物；
双螺杆挤出机的温度为：塑化区温度：230-320℃、混合区温度：220-310℃、熔体温度：230-320℃，双螺杆转速为150-450r/min，停留时间1-5min。
实施例和对比例的配方和检测数据如附图1所示。
以上对本发明做了详尽描述，但本发明并不限于以上实施方式，凡根据本发明的实质所做的等效变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1. 一种聚酰胺组合物，包括聚酰胺、阻燃剂和无机增强填料，所述的聚酰胺由半芳香族聚酰胺和脂肪族聚酰胺组成，其特征在于：所述的聚酰胺组合物还包括有阻燃协效剂，所述的半芳香族聚酰胺和脂肪族聚酰胺的质量比为1:0.35-3，以组合物的总重量为基准，各组分重量百分含量如下：
聚酰胺 30-74%；
阻燃剂 5-15%；
阻燃协效剂 1-5%；
无机增强填料 20-60%。
2. 根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其特征在于：所述的半芳香族聚酰胺的粘度为0.6-1.5 dl/g，所述的脂肪族聚酰胺的粘度为1.0-2.5 dl/g。
3. 根据权利要求2所述的聚酰胺组合物，其特征在于：所述的半芳香族聚酰胺的粘度为0.8-1.2 dl/g，所述的脂肪族聚酰胺的粘度为1.5-2.5 dl/g。
4. 根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其特征在于：所述的半芳香族聚酰胺为聚酰胺6T/6I、聚酰胺6T/6I/66、聚酰胺6T/6、聚酰胺6T/66、聚酰胺6I、聚酰胺10T、聚酰胺10I、聚酰胺10T/10I、聚酰胺10T/10I/66、聚酰胺10T/6、聚酰胺10T/66、聚酰胺12T、聚酰胺MXD6中的一种或者多种；
所述的脂肪族聚酰胺为聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺1010、聚酰胺6/66共聚物中的一种或者多种。
5. 根据权利要求1或4所述的聚酰胺组合物，其特征在于：所述的半芳香族聚酰胺为聚酰胺6T/6I、聚酰胺6T/6I/66、聚酰胺6I、聚酰胺10T、聚酰胺10I、聚酰胺10T/10I、聚酰胺10T/10I/66和聚酰胺MXD6中的一种或者多种；
所述的脂肪族聚酰胺为聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺6/66中的一种或者多种。
6. 根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其特征在于：所述的阻燃剂为次膦酸盐、红磷、三聚氰胺氰尿酸盐中的一种；所述的阻燃协效剂为硼酸盐、金属氢氧化物中的一种。
7. 根据权利要求6所述的聚酰胺组合物，其特征在于：所述的阻燃协效剂为硼酸锌、氢氧化镁、软水铝石中的一种。
8. 根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其特征在于：所述的无机增强填料为滑石粉、碳酸钙、高岭土、玻璃纤维中的一种或者多种。
9. 根据权利要求1所述的聚酰胺组合物，其特征在于：所述的聚酰胺组合物还包括有润滑剂、抗氧剂、抗水解剂、偶联剂和UV稳定剂中的一种或多种，按所述的聚酰胺、阻燃剂、无机增强填料和阻燃协效剂的总重量为100份计，所述的润滑剂、抗氧剂、抗水解剂、偶联剂和UV稳定剂中的一种或多种的添加量为0.1-3重量份。
10. 一种如权利要求1至9所述的聚酰胺组合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将配方中的除无机增强填料外的原料按质量比一起加入到高速搅拌机中搅拌混合后，将无机增强填料从挤出机的侧向喂料口加入，与挤出机中的熔体混合，通过模头造粒得到所述的聚酰胺组合物；
双螺杆挤出机的温度为：塑化区温度：230-320℃、混合区温度：220-310℃、熔体温度：230-320℃，双螺杆转速为150-450r/min，停留时间1-5min。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |