CN109929245B - 一种高气密性ppa复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种高气密性PPA复合材料及其制备方法，该材料包括如下重量份的原料：聚邻苯二甲酰胺50‑60份、聚对苯二甲酸乙二醇酯25‑35份、玻璃纤维3‑8份、复合树脂2‑8份、偶联剂2‑6份、阻燃剂3‑5份、耐高温剂5‑8份、复合增效剂5‑10份和润滑剂1‑3份。本发明的PPA复合材料具有较佳的强度、韧性、尺寸稳定性、耐高温性和抗冲击性等性能，密封性高，加工成型性能好，成本低，使用价值高，利用其制得的工件具有优异的耐候性和密封性，热损失较少。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种高气密性PPA复合材料及其制备方法。
背景技术
聚邻苯二甲酰胺(PPA)属于聚酰胺类(PA)材料的一种，在高温高湿状态下，PPA的抗拉强度比PA6要高20％左右，弯曲模量比比PA的要高20％左右，硬度更大，能抗长时间的拉伸蠕变，且尺寸稳定性佳，耐汽油、耐油脂和冷却剂、耐化学性等性能也比PA6、PA66要好，主要应用在汽车前灯反光器、轴承座、皮带轮、传感器壳体、燃料管线元件和电气元件。
但是，目前用于壳体、电气元件等精密器件领域的聚邻苯二甲酰胺(PPA) 的气密性仍不理想，在持续的280℃以上温度下，容易开裂、产生裂纹，且易脆性增强，容易受损、断裂，并容易发生渗透，质量稳定性较差。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种高气密性PPA复合材料，该PPA复合材料具有较佳的强度、韧性、尺寸稳定性、耐高温性和抗冲击性等性能，密封性高，加工成型性能好，成本低，使用价值高，利用其制得的工件具有优异的耐候性和密封性，热损失较少。
本发明的另一目的在于提供一种高气密性PPA复合材料的制备工艺，该制备工艺操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，适合大规模工业化生产，并通过严格控制各步骤的温度参数，能使制得的PPA复合材料具有较佳的强度、韧性、尺寸稳定性、耐高温性和抗冲击性等性能，使用范围广。
本发明的再一目的在于提供一种高气密性PPA工件，该工件利用上述高气密性PPA复合材料，耐候性高，密封性佳，热损失较少，并具有较佳的强度、韧性、尺寸稳定性和抗冲击性等性能，质量稳定。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种高气密性PPA复合材料，该材料包括如下重量份的原料：
本发明的PPA复合材料具有较佳的强度、韧性、尺寸稳定性、耐高温性和抗冲击性等性能，密封性高，加工成型性能好，成本低，使用价值高，利用其制得的工件具有优异的耐候性和密封性，热损失较少。
其中，采用的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)分子结构高度对称，具有一定的结晶取向能力，具有较高的成膜性和成型性，耐候性佳，并具有优良的防渗透、耐候性、耐摩擦性和尺寸稳定性，与PPA共混改性，能提高PPA复合材料的气密性、耐候性和防渗透性；而采用的玻璃纤维具有较好的介电性和耐热性，能显著提高PPA复合材料的弯曲模量、强度、刚性等机械强度，并提高PPA复合材料的耐高温性能，耐候性佳，气密性好，同时，严格控制玻璃纤维的用量，能使PPA复合材料具有较佳的韧性，若用量过少，则PPA复合材料的耐候性提升较少，若用量过多，则会降低PPA复合材料的韧性，脆性增加，容易损坏。
而采用的偶联剂能促进PPA与PET的交联聚合作用，提高PPA复合材料的强度、弯曲模量、拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度等性能，并改善物料在反应体系中的润湿性和分散性，抑制物料在挤压成型过程中的色相变化，并使制得材料表面干爽、无黏附感。
而采用的阻燃剂能提高PPA复合材料的阻燃防火性能；采用的耐高温剂能有效提高PPA复合材料的耐高温性、耐候性，进一步提高其气密性，质量稳定；采用的复合增效剂能提高PPA复合材料的耐热性、阻燃性、机械强度、尺寸稳定性等性能，气密性佳；而采用的润滑剂对PPA复合材料起到内部润滑和外部润滑的作用，提高了PPA复合材料的挤出成型性和加工性能。
优选的，所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种。
本发明通过采用上述种类的偶联剂，能促进PPA与PET的聚合交联作用，提高PPA复合材料的强度、弯曲模量、拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度等性能，改善物料在反应体系中的润湿性和分散性。
其中，采用的γ-氨丙基三乙氧基硅烷含有两种不同的活性基团——氨基和乙氧基，提高了PPA和PET的偶联聚合作用，并增强其粘结性，提高PAA材料的机械性能、耐水性、耐候性等性能，利用增强的粘结性进一步提高PPA复合材料的气密性，另外，能提高PPA复合材料的抗压强度、剪切强度等物理力学性能，加工性能好。采用的乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷均能提高PPA、PET与玻璃纤维的相容性和粘结性，从而有效提高PPA复合材料的机械强度、耐候性、耐水性，进一步提高其气密性，延长制品的使用寿命。
更为优选的，所述偶联剂是由γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷以重量比为1-1.5：2-4:1组成的混合物。
优选的，每份所述耐高温剂包括2-6份氧化铈、2-6份三氧化二铁、0.5-1.0 份玻璃粉和0.8-1.2份乙炔炭黑；每份所述复合增效剂包括10-12份云母粉、2-5 份碳化硅和3-7份硼酸锌。
本发明通过采用上种类的耐高温剂，能提高PPA复合材料的耐高温性能，进一步提高其气密性，热量不易散发损失，同时，上述耐高温剂与材料之间起到连接作用，促进形成陶瓷层，进而提高其阻燃、防火性能；其中，采用的氧化铈的熔点高达2400℃，能有效提高PPA复合材料的耐热性和热稳定性；而采用的三氧化二铁能抑制PPA复合材料在受热老化过程中形成基团，进而提高PPA 复合材料的耐候性，并提高PPA复合材料的强度、弯曲模量、撕裂强度等机械性能；而采用的玻璃粉在受热熔融后，具有较高的黏性，使PPA复合材料形成陶瓷化，形成耐热防火体系，提高PPA复合材料的耐候性和气密性，降低热量的散发损失；采用的乙炔炭黑能提高PPA复合材料体系的分散性和强度，与玻璃粉并用，显著提高PPA复合材料的耐热性，进一步提高其气密性。
而本发明通过采用上述种类的复合增效剂，能显著提高PPA复合材料体系的陶瓷化性能、耐高温性、气密性、阻燃性、机械强度、尺寸稳定性等性能；
其中，采用的云母粉具有体积膨胀性，与PPA复合材料之间起到连接作用，形成较大的陶瓷层，有效提高PPA复合材料体系的陶瓷化性能和耐高温性能，而采用的云母粉的平均粒径为8-12um；采用的碳化硅在PPA复合材料体系燃烧裂解过程中抑制烧成产物的收缩，提高PPA复合材料体系的尺寸稳定性；采用的硼酸锌能有效提高PPA复合材料体系的阻燃性能，减少燃烧时烟雾的产生，并能提高PPA复合材料体系的化学稳定性、机械强度等性能，提高了制品的耐用性，延长其使用寿命。
优选的，所述阻燃剂为2,4,6-三溴苯酚、1,2-双(2,4,6-三溴苯氧基)乙烷、磷酸三(α-氯乙基)酯和磷酸三(2,3-二溴-1-丙基)酯中的至少一种；每份所述润滑剂包括2-4份季戊四醇硬脂酸酯、2-4份N,N’-亚乙基双硬脂酰胺和 1-1.5份聚乙烯蜡。
本发明通过采用上述种类的阻燃剂，能提高PPA复合材料的阻燃防火性能，其中，2,4,6-三溴苯酚、1,2-双(2,4,6-三溴苯氧基)乙烷为溴系阻燃剂，用量少则能具有较高的阻燃效率，且对PPA复合材料的性能影响小，而磷酸三(α- 氯乙基)酯和磷酸三(2,3-二溴-1-丙基)酯为磷酸酯类阻燃剂，能与PPA、PET 完全互溶，提高了物料的分散性和相容性，进一步提高PPA复合材料的阻燃防火性能。其中，采用的2,4,6-三溴苯酚为反应型阻燃剂，既能提高PPA复合材料的阻燃性，又能在反应体系中起到胶黏剂和密封剂的作用，提高PPA复合材料的气密性；而采用的磷酸三(α-氯乙基)酯为添加型阻燃剂，具有优异的阻燃性，能够改善PPA复合材料的耐水性、耐酸性、耐寒性，提高材料体系的耐候性和气密性。
更为优选的，所述阻燃剂是由2,4,6-三溴苯酚、1,2-双(2,4,6-三溴苯氧基)乙烷和磷酸三(α-氯乙基)酯以重量比为2-3:1.5-2:1组成的混合物。
而本发明通过采用上述种类的润滑剂，能提高PPA复合材料的内部润滑性和外部润滑性，使其易于挤出成型，加工性能佳。其中，采用的季戊四醇硬脂酸酯的内外润滑性均好，使物料易于挤出成型，不产生黏腻感，且制得的制品易于加工，模压成型后易于与脱模，并能提高制品热稳定性和耐候性，使其具有较佳的气密性，热量不易向外散发损失；而采用的N,N’-亚乙基双硬脂酰胺具有良好的内部和外部润滑作用，在制备高气密性PPA复合材料中能提高物料的挤出成型润滑性，并能提高高气密性PPA工件的加工脱模性；而采用的聚乙烯蜡能增强体系中物料的扩散，提高PPA复合材料的挤压成型速率，并增大后续模压的流量，使制得的工件易于脱模，提高制品脱膜后的表面光亮度及光滑度。
优选的，每份所述复合树脂包括20-25份LCP液晶聚合树脂、8-12份二氧化钛和3-6份玻璃晶须。
本发明通过采用上述种类的复合树脂，能提高PPA复合材料的耐热性和化学稳定性，进一步提高其气密性，其中，采用的LCP液晶聚合树脂能显著提高 PPA的耐候性和稳定性，但其自身粘度较低，会降低PPA复合材料体系的物料分散性和强度等机械性能。而加入二氧化钛和玻璃晶须并用，能对LCP液晶聚合树脂进行填充，提高复合树脂的粘度，使其在PPA复合材料体系中能与其他物料相容，分散均匀，同时提高PPA的耐候性和气密性。
优选的，所述复合树脂由如下步骤制得：
(1)按照重量份数将液LCP液晶聚合树脂和二氧化钛加入反应器，混合均匀，在温度为180-220℃下搅拌反应50-60min，得到混合物A；
(2)将步骤(1)中得到的混合物A进行第一次保温，之后加入玻璃晶须搅拌至均匀，最后再次升温并进行第二次保温，冷却后得到复合树脂。
优选的，所述步骤(2)中，第一次保温的温度为220-260℃，保温时间为 80-100min；第二次保温的温度为240-280℃，保温时间为80-100min。
本发明通过采用上述步骤制备复合树脂，能使制得的复合树脂尺寸稳定性、耐热性、化学稳定性等性能优异、且具有低介电常数，吸水率也低，耐热防水防渗透的气密性较佳，同时弥补了传统LCP液晶聚合树脂粘度差的缺点，通过填充后的复合树脂的粘度可以达到50-100Pa.s。
其中，通过先将二氧化钛加入，并严格控制搅拌的温度和时间，能使二氧化钛均匀分散于LCP液晶聚合树脂中，进行成分的填充、增加强度等机械强度，然后进行保温，促进两者物料的相容，其后再加入玻璃晶须，经一定温度和时间的保温处理，在LCP液晶聚合树脂的表面分布均匀，使制得的LCP液晶聚合树脂显著增强PPA复合材料的断裂韧性和耐高温蠕变性能，气密性佳。
本发明的另一目的通过下述技术方案实现：一种如上所述的高气密性PPA 复合材料的制备工艺，包括如下步骤：
按照重量份将聚邻苯二甲酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、偶联剂、阻燃剂、耐高温剂、复合增效剂和润滑剂进行混合分散，在温度为320-330℃的条件下搅拌，得到混合料；将混合料投入挤出设备，同时将玻璃纤维从挤出设备的侧入料口加入，进行混炼、挤出、造粒，制得高气密性PPA复合材料。
本发明通过上述步骤制备PPA复合材料，控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，适合大规模工业化生产，并通过严格控制搅拌温度，能使各物料混合分散均匀，使制得的PPA复合材料具有较佳的强度、韧性、尺寸稳定性、耐高温性和抗冲击性等性能，使用范围广。
优选的，所述挤出设备的一区温度为320-330℃，二区温度为310-320℃，三区温度为300-310℃，四区温度为290-300℃。
本发明通过严格控制挤出过程的各区温度，能使PPA复合材料挤出稳定，成型性好，不易出现开裂等现象，具有较佳的强度、韧性、尺寸稳定性、耐高温性和抗冲击性等性能。
本发明的再一目的通过下述技术方案实现：一种高气密性PPA工件，该高气密性PPA工件由上述的高气密性PPA复合材料通过熔融、注塑模压成型制得，熔融的熔体温度为300-320℃，模压的磨具温度为90-120℃，注塑压力为 95-160Bar。
本发明通过严格控制制备PPA工件的材料熔融温度、模压温度和注塑压力，能使制得的工件耐候性高，密封性佳，热损失较少，并具有较佳的强度、韧性、尺寸稳定性和抗冲击性等性能，质量稳定。
本发明的有益效果在于：本发明的PPA复合材料具有较佳的强度、韧性、尺寸稳定性、耐高温性和抗冲击性等性能，密封性高，加工成型性能好，成本低，使用价值高，利用其制得的工件具有优异的耐候性和密封性，热损失较少。
本发明制备PPA复合材料的工艺，控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，适合大规模工业化生产，并通过严格控制搅拌温度，能使各物料混合分散均匀，使制得的PPA复合材料具有较佳的强度、韧性、尺寸稳定性、耐高温性和抗冲击性等性能，使用范围广。
本发明利用上述高气密性PPA复合材料，耐候性高，密封性佳，热损失较少，并具有较佳的强度、韧性、尺寸稳定性和抗冲击性等性能，质量稳定。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种高气密性PPA复合材料，该材料包括如下重量份的原料：
所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
每份所述耐高温剂包括2份氧化铈、2份三氧化二铁、0.5份玻璃粉和0.8份乙炔炭黑；每份所述复合增效剂包括10份云母粉、2份碳化硅和3份硼酸锌。
所述阻燃剂为2,4,6-三溴苯酚或/和磷酸三(α-氯乙基)酯；每份所述润滑剂包括2份季戊四醇硬脂酸酯、2份N,N’-亚乙基双硬脂酰胺和1份聚乙烯蜡。
每份所述复合树脂包括20份LCP液晶聚合树脂、8份二氧化钛和3份玻璃晶须。
所述复合树脂由如下步骤制得：
(1)按照重量份数将液LCP液晶聚合树脂和二氧化钛加入反应器，混合均匀，在温度为180℃下搅拌反应60min，得到混合物A；
(2)将步骤(1)中得到的混合物A进行第一次保温，之后加入玻璃晶须搅拌至均匀，最后再次升温并进行第二次保温，冷却后得到复合树脂。
所述步骤(2)中，第一次保温的温度为220℃，保温时间为100min；第二次保温的温度为240℃，保温时间为100min。
一种如上所述的高气密性PPA复合材料的制备工艺，包括如下步骤：
按照重量份将聚邻苯二甲酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、复合树脂、偶联剂、阻燃剂、耐高温剂、复合增效剂和润滑剂进行混合分散，在温度为320℃的条件下搅拌，得到混合料；将混合料投入挤出设备，同时将玻璃纤维从挤出设备的侧入料口加入，进行混炼、挤出、造粒，制得高气密性PPA复合材料。
所述挤出设备的一区温度为320℃，二区温度为310℃，三区温度为300℃，四区温度为290℃。
一种高气密性PPA工件，该高气密性PPA工件由上述的高气密性PPA复合材料通过熔融、注塑模压成型制得，熔融的熔体温度为300℃，模压的磨具温度为90℃，注塑压力为95Bar。
实施例2
一种高气密性PPA复合材料，该材料包括如下重量份的原料：
所述偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷或/和丙基三甲氧基硅烷。
每份所述耐高温剂包括3份氧化铈、3份三氧化二铁、0.6份玻璃粉和0.9份乙炔炭黑；每份所述复合增效剂包括10.5份云母粉、3份碳化硅和4份硼酸锌。
所述阻燃剂是由2,4,6-三溴苯酚、1,2-双(2,4,6-三溴苯氧基)乙烷和磷酸三(α-氯乙基)酯以重量比为2:1.5:1组成的混合物；每份所述润滑剂包括2.5 份季戊四醇硬脂酸酯、2.5份N,N’-亚乙基双硬脂酰胺和1.1份聚乙烯蜡。
每份所述复合树脂包括21份LCP液晶聚合树脂、9份二氧化钛和4份玻璃晶须。
所述复合树脂由如下步骤制得：
(1)按照重量份数将液LCP液晶聚合树脂和二氧化钛加入反应器，混合均匀，在温度为190℃下搅拌反应58min，得到混合物A；
(2)将步骤(1)中得到的混合物A进行第一次保温，之后加入玻璃晶须搅拌至均匀，最后再次升温并进行第二次保温，冷却后得到复合树脂。
所述步骤(2)中，第一次保温的温度为230℃，保温时间为95min；第二次保温的温度为250℃，保温时间为95min。
一种如上所述的高气密性PPA复合材料的制备工艺，包括如下步骤：
按照重量份将聚邻苯二甲酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、复合树脂、偶联剂、阻燃剂、耐高温剂、复合增效剂和润滑剂进行混合分散，在温度为322℃的条件下搅拌，得到混合料；将混合料投入挤出设备，同时将玻璃纤维从挤出设备的侧入料口加入，进行混炼、挤出、造粒，制得高气密性PPA复合材料。
所述挤出设备的一区温度为322℃，二区温度为312℃，三区温度为302℃，四区温度为292℃。
一种高气密性PPA工件，该高气密性PPA工件由上述的高气密性PPA复合材料通过熔融、注塑模压成型制得，熔融的熔体温度为305℃，模压的磨具温度为100℃，注塑压力为110Bar。
实施例3
一种高气密性PPA复合材料，该材料包括如下重量份的原料：
所述偶联剂是由γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷以重量比为1：2:1组成的混合物。
每份所述耐高温剂包括4份氧化铈、4份三氧化二铁、0.8份玻璃粉和1.0份乙炔炭黑；每份所述复合增效剂包括11份云母粉、3.5份碳化硅和5份硼酸锌。
所述阻燃剂是由2,4,6-三溴苯酚、1,2-双(2,4,6-三溴苯氧基)乙烷和磷酸三(α-氯乙基)酯以重量比为2.5:1.8:1组成的混合物；每份所述润滑剂包括 3份季戊四醇硬脂酸酯、3份N,N’-亚乙基双硬脂酰胺和1.3份聚乙烯蜡。
每份所述复合树脂包括23份LCP液晶聚合树脂、10份二氧化钛和4.5份玻璃晶须。
所述复合树脂由如下步骤制得：
(1)按照重量份数将液LCP液晶聚合树脂和二氧化钛加入反应器，混合均匀，在温度为200℃下搅拌反应55min，得到混合物A；
(2)将步骤(1)中得到的混合物A进行第一次保温，之后加入玻璃晶须搅拌至均匀，最后再次升温并进行第二次保温，冷却后得到复合树脂。
所述步骤(2)中，第一次保温的温度为240℃，保温时间为90min；第二次保温的温度为260℃，保温时间为90min。
一种如上所述的高气密性PPA复合材料的制备工艺，包括如下步骤：
按照重量份将聚邻苯二甲酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、复合树脂、偶联剂、阻燃剂、耐高温剂、复合增效剂和润滑剂进行混合分散，在温度为325℃的条件下搅拌，得到混合料；将混合料投入挤出设备，同时将玻璃纤维从挤出设备的侧入料口加入，进行混炼、挤出、造粒，制得高气密性PPA复合材料。
所述挤出设备的一区温度为325℃，二区温度为315℃，三区温度为305℃，四区温度为295℃。
一种高气密性PPA工件，该高气密性PPA工件由上述的高气密性PPA复合材料通过熔融、注塑模压成型制得，熔融的熔体温度为310℃，模压的磨具温度为105℃，注塑压力为130Bar。
实施例4
一种高气密性PPA复合材料，该材料包括如下重量份的原料：
所述偶联剂是由γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷以重量比为1.5：4:1组成的混合物。
每份所述耐高温剂包括5份氧化铈、5份三氧化二铁、0.9份玻璃粉和1.1份乙炔炭黑；每份所述复合增效剂包括11.5份云母粉、4份碳化硅和6份硼酸锌。
所述阻燃剂是由2,4,6-三溴苯酚、1,2-双(2,4,6-三溴苯氧基)乙烷和磷酸三(α-氯乙基)酯以重量比为3:2:1组成的混合物；每份所述润滑剂包括3.5 份季戊四醇硬脂酸酯、3.5份N,N’-亚乙基双硬脂酰胺和1.4份聚乙烯蜡。
每份所述复合树脂包括24份LCP液晶聚合树脂、11份二氧化钛和5份玻璃晶须。
所述复合树脂由如下步骤制得：
(1)按照重量份数将液LCP液晶聚合树脂和二氧化钛加入反应器，混合均匀，在温度为210℃下搅拌反应52min，得到混合物A；
(2)将步骤(1)中得到的混合物A进行第一次保温，之后加入玻璃晶须搅拌至均匀，最后再次升温并进行第二次保温，冷却后得到复合树脂。
所述步骤(2)中，第一次保温的温度为250℃，保温时间为85min；第二次保温的温度为270℃，保温时间为85min。
一种如上所述的高气密性PPA复合材料的制备工艺，包括如下步骤：
按照重量份将聚邻苯二甲酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、复合树脂、偶联剂、阻燃剂、耐高温剂、复合增效剂和润滑剂进行混合分散，在温度为328℃的条件下搅拌，得到混合料；将混合料投入挤出设备，同时将玻璃纤维从挤出设备的侧入料口加入，进行混炼、挤出、造粒，制得高气密性PPA复合材料。
所述挤出设备的一区温度为328℃，二区温度为318℃，三区温度为308℃，四区温度为298℃。
一种高气密性PPA工件，该高气密性PPA工件由上述的高气密性PPA复合材料通过熔融、注塑模压成型制得，熔融的熔体温度为315℃，模压的磨具温度为110℃，注塑压力为140Bar。
实施例5
一种高气密性PPA复合材料，该材料包括如下重量份的原料：
所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或/和苯氨基甲基三甲氧基硅烷。
每份所述耐高温剂包括6份氧化铈、6份三氧化二铁、1.0份玻璃粉和1.2份乙炔炭黑；每份所述复合增效剂包括12份云母粉、5份碳化硅和7份硼酸锌。
所述阻燃剂为磷酸三(2,3-二溴-1-丙基)酯或/和1,2-双(2,4,6-三溴苯氧基)乙烷；每份所述润滑剂包括4份季戊四醇硬脂酸酯、4份N,N’-亚乙基双硬脂酰胺和1.5份聚乙烯蜡。
每份所述复合树脂包括25份LCP液晶聚合树脂、12份二氧化钛和6份玻璃晶须。
所述复合树脂由如下步骤制得：
(1)按照重量份数将液LCP液晶聚合树脂和二氧化钛加入反应器，混合均匀，在温度为220℃下搅拌反应50min，得到混合物A；
(2)将步骤(1)中得到的混合物A进行第一次保温，之后加入玻璃晶须搅拌至均匀，最后再次升温并进行第二次保温，冷却后得到复合树脂。
所述步骤(2)中，第一次保温的温度为260℃，保温时间为80min；第二次保温的温度为280℃，保温时间为80min。
一种如上所述的高气密性PPA复合材料的制备工艺，包括如下步骤：
按照重量份将聚邻苯二甲酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、复合树脂、偶联剂、阻燃剂、耐高温剂、复合增效剂和润滑剂进行混合分散，在温度为330℃的条件下搅拌，得到混合料；将混合料投入挤出设备，同时将玻璃纤维从挤出设备的侧入料口加入，进行混炼、挤出、造粒，制得高气密性PPA复合材料。
所述挤出设备的一区温度为330℃，二区温度为320℃，三区温度为310℃，四区温度为300℃。
一种高气密性PPA工件，该高气密性PPA工件由上述的高气密性PPA复合材料通过熔融、注塑模压成型制得，熔融的熔体温度为320℃，模压的磨具温度为120℃，注塑压力为160Bar。
对比例1
本对比例与上述实施例3的区别在于：
一种PPA复合材料，该材料包括如下重量份的原料：
对比例2
本对比例与上述实施例3的区别在于：
对比例3
本对比例与上述实施例3的区别在于：
对比例4
本对比例与上述实施例3的区别在于：
每份所述复合增效剂包括3.5份碳化硅和5份硼酸锌。
将实施例1-5和对比例1-4中制得的PPA复合材料进行拉伸强度、弯曲强度、熔融指数、热变形温度、吸水率、尺寸收缩率等测试，测试结果如下所示：
由上述实验数据可知，本发明制得的PPA复合材料具有较佳的拉伸强度、弯曲强度等机械性能，尺寸稳定性高，阻燃等级均达到UL-94标准的V0等级，受热不易形变，且热变形温度高，熔融指数高，可耐350℃以上的高温，耐候性佳，不易受热开裂受损，也不易将热量向外散发损伤，同时，具有较低的吸水率，防水防渗透性能佳，气密性佳。
而与实施例3相比，对比例1的PPA复合材料中没有聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)，制得的PPA复合材料熔融指数、热变形温度、吸水率均明显下降，而不论拉伸强度、弯曲强度、尺寸收缩率均有所下降，说明本发明采用的聚对苯二甲酸乙二醇酯对PPA复合材料的熔融指数、热变形温度、吸水率性能均有影响，进一步地影响了耐候性和气密性，说明本发明通过采用分子结构高度对称的聚对苯二甲酸乙二醇酯，与PPA共混改性，能提高PPA复合材料的尺寸稳定性、气密性、耐候性和防渗透性。
而与实施例3相比，对比例2的PPA复合材料中没有复合树脂，制得的PPA复合材料不论拉伸强度、弯曲强度、熔融指数、热变形温度、吸水率、尺寸收缩率均有显著下降，说明本发明通过采用复合树脂(10-25份LCP液晶聚合树脂、 8-12份二氧化钛和3-6份玻璃晶须)，能较为显著地提高PPA复合材料的综合性能，对于熔融指数和热变形温度更是显著提升，进一步提升了PPA复合材料的耐候性和气密性，其中，采用的LCP液晶聚合树脂能显著提高PPA的耐候性和稳定性，并与加入的二氧化钛和玻璃晶须并用，二氧化钛和玻璃晶须能对LCP液晶聚合树脂进行填充，提高复合树脂的粘度，使其在PPA复合材料体系中能与其他物料相容，分散均匀，提高PPA的耐候性和气密性。
而与实施例3相比，对比例3的PPA复合材料中没有复合增效剂，拉伸强度、弯曲强度、熔融指数、热变形温度和尺寸收缩率均有显著下降，说明本发明通过采用复合增效剂(10-12份云母粉、2-5份碳化硅和3-7份硼酸锌)，能有效提高PPA复合材料的热变形温度、熔融指数，使其具有较佳的耐候性和气密性，热量不易向外散发损失；其中，采用的云母粉具有体积膨胀性，能与PPA、PET 之间起到连接的作用，在材料成品的表面形成较大的陶瓷层，有效提高PPA复合材料的阻燃性和耐高温性，使其热变形温度较高，而采用的碳化硅在PPA复合材料体系燃烧裂解过程中抑制烧成产物的收缩，提高PPA复合材料体系的尺寸稳定性；采用的硼酸锌能有效提高PPA复合材料体系的阻燃性能，减少燃烧时烟雾的产生，并能提高PPA复合材料体系的化学稳定性、机械强度等性能，提高了制品的耐用性，延长其使用寿命。
而与实施例3相比，对比例4的复合增效剂中没有云母粉，制得的PPA复合材料的热变形温度和熔融指数均下降明显，说明本发明的复合增效剂通过采用榆木粉、碳化硅和硼酸锌的复配使用，能提高PPA复合材料的热变形温度、熔融指数、尺寸稳定性等性能，进一步提高其耐候性，热量不易向外散发而损失，气密性佳。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高气密性PPA复合材料，其特征在于：该材料包括如下重量份的原料：
聚邻苯二甲酰胺 50-60份
聚对苯二甲酸乙二醇酯 25-35份
玻璃纤维 3-8份
复合树脂 2-8份
偶联剂 2-6份
阻燃剂 3-5份
耐高温剂 5-8份
复合增效剂 5-10份
润滑剂 1-3份；
每份所述耐高温剂包括2-6份氧化铈、2-6份三氧化二铁、0.5-1.0份玻璃粉和0.8-1.2份乙炔炭黑；
所述偶 联剂是由γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷以重量比为1-1.5：2-4:1组成的混合物；
所述阻燃剂是由2,4,6-三溴苯酚、1,2-双(2,4,6-三溴苯氧基)乙烷和磷酸三（α-氯乙基）酯以重量比为2-3:1.5-2:1组成的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种高气密性PPA复合材料，其特征在于：每份所述复合增效剂包括10-12份云母粉、2-5份碳化硅和3-7份硼酸锌。
3.根据权利要求1所述的一种高气密性PPA复合材料，其特征在于：每份所述润滑剂包括2-4份季戊四醇硬脂酸酯、2-4份N,N’-亚乙基双硬脂酰胺和1-1.5份聚乙烯蜡。
4.根据权利要求1所述的一种高气密性PPA复合材料，其特征在于：每份所述复合树脂包括20-25份LCP液晶聚合树脂、8-12份二氧化钛和3-6份玻璃晶须。
5.根据权利要求4所述的一种高气密性PPA复合材料，其特征在于：所述复合树脂由如下步骤制得：
（1）按照重量份数将液LCP液晶聚合树脂和二氧化钛加入反应器，混合均匀，在温度为180-220℃下搅拌反应50-60min，得到混合物A；
（2）将步骤（1）中得到的混合物A进行第一次保温，之后加入玻璃晶须搅拌至均匀，最后再次升温并进行第二次保温，冷却后得到复合树脂。
6.根据权利要求5所述的一种高气密性PPA复合材料，其特征在于：所述步骤（2）中，第一次保温的温度为220-260℃，保温时间为80-100min；第二次保温的温度为240-280℃，保温时间为80-100min。
7.一种如权利要求1-6中任一项所述的高气密性PPA复合材料的制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：
按照重量份将聚邻苯二甲酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、复合树脂、偶联剂、阻燃剂、耐高温剂、复合增效剂和润滑剂进行混合分散，在温度为320-330℃的条件下搅拌，得到混合料；将混合料投入挤出设备，同时将玻璃纤维从挤出设备的侧入料口加入，进行混炼、挤出、造粒，制得高气密性PPA复合材料。
8.根据权利要求7所述的一种高气密性PPA复合材料的制备工艺，其特征在于：所述挤出设备的一区温度为320-330℃，二区温度为310-320℃，三区温度为300-310℃，四区温度为290-300℃。
9.一种高气密性PPA工件，其特征在于：该高气密性PPA工件由权利要求1-6中任一项所述的高气密性PPA复合材料通过熔融、注塑模压成型制得，熔融的熔体温度为300-320℃，模压的磨具温度为90-120℃，注塑压力为95-160Bar。
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