CN110054806A - 一种抗氧化体系和耐高温尼龙材料和应用以及led支架 - Google Patents

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Abstract

本发明属于尼龙材料领域，公开了一种抗氧化体系和耐高温尼龙材料和应用以及LED支架。所述抗氧化体系中含有抗氧剂1、抗氧剂2和酸碱调节剂，所述抗氧剂1和抗氧剂2的5％加热减量温度不低于320℃，所述抗氧剂1为胺类抗氧剂，所述抗氧剂2为不含磷的铜盐抗氧剂和/或多元醇抗氧剂，所述抗氧剂1、抗氧剂2和酸碱调节剂的重量比为(1～20):(2～40):1。当将所述抗氧剂1、抗氧剂2和酸碱调节剂复配使用所得的抗氧化体系应用于尼龙材料时，所得尼龙材料的白度高，耐高温黄变，在高温下可以和银等金属直接接触而不会腐蚀金属，非常适用于LED支架。

Description

一种抗氧化体系和耐高温尼龙材料和应用以及LED支架
技术领域
本发明属于尼龙材料领域，具体涉及一种抗氧化体系和耐高温尼龙材料和应用以及LED支架。
背景技术
LED即发光二极管，作为灯具行业中的一种新型照明技术，被誉为21世纪最有价值的光源。LED支架是由尼龙材料与金属片(一般为铜片)经冲压成型，再经半镀或全镀银而成型得到。即，所述LED支架包括金属基板、嵌合至所述金属基板上的尼龙支架以及形成于所述尼龙支架上的银层。其中，铜片负责导电，起到连接电路作用。尼龙材料采用冲压成型工艺结合到金属片上，成型后内部为一反射碗型来加强聚光及亮度，主要起反射作用，同时还可以保护芯片及内部电路。LED支架中的尼龙材料要求白度高、耐高温焊接、高反射，特别是在高温下耐黄变、不腐蚀电镀银层。
由于含磷抗氧剂的抗黄变效果好，现有的尼龙材料中通常采用含磷抗氧剂或者将含磷抗氧剂和受阻酚类抗氧剂复配使用。例如，CN108285640A公开了一种耐高温黄变尼龙材料，含有尼龙91.5～99.2wt％、抗氧剂A 0.1～0.5wt％、抗氧剂B 0.1～0.5wt％、钛白粉0.1～5wt％、硅烷偶联剂0.1～0.5wt％、群青0.1～2wt％、润滑剂0.1～0.5wt％，所述抗氧剂A为受阻酚类抗氧剂和/或三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，所述抗氧剂B为有机铜盐H3386和/或无机磷酸盐类抗氧剂H10。CN107815106A公开了一种耐高温耐黄变长碳链尼龙11复合材料，包括以下重量百分比的组分：尼龙11 88～98％、抗紫外线吸收剂0.2～3％、抗氧剂0.1～2％、尼龙成核剂0.2～2.5％、热稳定剂0.1～1.5％、光稳定剂0.1～1％、润滑分散剂0.5～4％；所述抗氧剂选自三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、四季戊四醇酯和硫代二丙酸二月桂酯中的至少一种。然而，这些抗氧剂易产生酚红及酚黄，容易引起黄变，且在高温条件下存在腐蚀电镀层银的风险，大大缩短了支架的使用寿命。
发明内容
本发明旨在提供一种新的抗氧化体系和耐高温尼龙材料和应用以及LED支架。
具体地，本发明提供了一种抗氧化体系，其中，所述抗氧化体系中含有抗氧剂1、抗氧剂2和酸碱调节剂，所述抗氧剂1和抗氧剂2的5％加热减量温度不低于320℃，所述抗氧剂1为胺类抗氧剂，所述抗氧剂2为不含磷的铜盐抗氧剂和/或多元醇抗氧剂，所述抗氧剂1、抗氧剂2和酸碱调节剂的重量比为(1～20):(2～40):1。
进一步的，所述抗氧剂1和抗氧剂2的5％加热减量温度为320～340℃。
进一步的，所述抗氧剂1为N-(2-乙氧基苯基)-N'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺和/或N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺。
进一步的，所述铜盐抗氧剂为BRUGGOLEN H3336。
进一步的，所述多元醇抗氧剂为双季戊四醇。
进一步的，所述酸碱调节剂为苯甲酸。
本发明还提供了一种耐高温尼龙材料，其中，所述耐高温尼龙材料含有尼龙树脂、增强剂、氧化锌、钛白粉、热稳定剂、润滑剂以及上述抗氧化体系。
进一步的，相对于100重量份的所述尼龙树脂，所述增强剂的含量为10～30重量份，所述氧化锌的含量为1～10重量份，所述钛白粉的含量为5～15重量份，所述热稳定剂的含量为0.1～0.5重量份，所述润滑剂的含量为0.1～0.5重量份，所述抗氧化体系的含量为0.3～4重量份。
进一步的，所述尼龙树脂的热变温度大于250℃，优选大于270℃。
进一步的，所述尼龙树脂选自PPA、PA9T和PA10T中的至少一种。
进一步的，所述增强剂为钛酸钾晶须和/或玻璃纤维。
进一步的，所述氧化锌为纳米氧化锌，其粒径为20～100纳米。
进一步的，所述钛白粉为锐钛型钛白粉和/或金红石型钛白粉，优选为金红石型钛白粉，最优选为氯化物法金红石型钛白粉。
进一步的，所述热稳定剂为二(2,2,6,6-四甲基-3-哌啶胺基)-间苯二甲酰胺。
进一步的，所述润滑剂为硅酮。
本发明还提供了所述耐高温尼龙材料作为LED支架材料的应用。
此外，本发明还提供了一种LED支架，所述LED支架包括金属基板、嵌合至所述金属基板上的尼龙支架以及形成于所述尼龙支架上的镀银层，其中，所述尼龙支架由上述耐高温尼龙材料形成。
本发明的发明人经过深入研究之后发现，当将上述特定的抗氧剂1、抗氧剂2以及酸碱调节剂复配使用所得的抗氧化体系应用于尼龙材料时，所得尼龙材料的白度高，耐高温黄变，在高温下可以和银等金属直接接触而不会腐蚀金属，非常适用于LED支架。
具体实施方式
下面详细描述本发明。
在本发明中，所述抗氧剂1和抗氧剂2的5％加热减量温度不低于320℃，优选为320～340℃。具体地，所述抗氧剂1和抗氧剂2的5％加热减量温度例如可以为320℃、321℃、322℃、323℃、324℃、325℃、326℃、327℃、328℃、329℃、330℃、331℃、332℃、333℃、334℃、335℃、336℃、337℃、338℃、339℃、340℃。术语“5％加热减量温度”是指将抗氧剂加热至重量降低5wt％时对应的温度。
在本发明中，所述抗氧剂1为胺类抗氧剂，其具体实例包括但不限于：N-(2-乙氧基苯基)-N'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺(牌号为Revonox420)和/或N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺(牌号为N-442)。所述抗氧剂2为不含磷的铜盐抗氧剂和/或多元醇抗氧剂。其中，所述铜盐抗氧剂的具体实例包括但不限于：BRUGGOLEN H3336。所述多元醇抗氧剂的具体实例包括但不限于：双季戊四醇。
在本发明中，所述抗氧剂1、抗氧剂2和酸碱调节剂的重量比为(1～20):(2～40):1。此外，所述抗氧剂1和抗氧剂2的重量比优选为(0.1～5):1。
本发明提供的耐高温尼龙材料含有尼龙树脂、增强剂、氧化锌、钛白粉、热稳定剂、润滑剂以及上述抗氧化体系。
本发明对所述耐高温尼龙材料中各组分的含量没有特别的限定，优选地，相对于100重量份的所述尼龙树脂，所述增强剂的含量为10～30重量份，所述氧化锌的含量为1～10重量份，所述钛白粉的含量为5～15重量份，所述热稳定剂的含量为0.1～0.5重量份，所述润滑剂的含量为0.1～0.5重量份，所述抗氧化体系的含量为0.3～4重量份。
在本发明中，所述尼龙树脂的热变温度大于250℃，优选大于270℃，最优选为280～290℃。所述尼龙材料特别优选选自PPA、PA9T和PA10T中的至少一种。
在本发明中，所述增强剂可以为现有的各种能够提高尼龙材料强度的物质，优选为钛酸钾晶须和/或玻璃纤维。其中，所述钛酸钾晶须优选为六钛酸钾晶须。所述钛酸钾晶须的直径优选为0.2～0.6μm，长度优选为3～20μm。所述玻璃纤维的直径优选为10～15μm，长度优选为3～6mm。
在本发明中，所述氧化锌所起的作用为吸收紫外线，优选为纳米氧化锌。所述纳米氧化锌的纯度优选大于99.7wt％，粒径优选为20～100纳米。
在本发明中，所述钛白粉所起的作用为提高尼龙材料的白度，其通常通过氯化法生产得到。所述钛白粉可以为锐钛型钛白粉，也可以为金红石型钛白粉，还可以为两者的混合物，优选为金红石型钛白粉，最优选为氯化物法金红石型钛白粉。
在本发明中，所述热稳定剂可以为现有的各种能够提高尼龙材料热稳定性能的物质，特别优选为二(2,2,6,6-四甲基-3-哌啶胺基)-间苯二甲酰胺(简称SEED)。
在本发明中，所述润滑剂优选为硅酮。
本发明还提供了所述耐高温尼龙材料作为LED支架材料的应用。
此外，本发明还提供了一种LED支架，所述LED支架包括金属基板、嵌合至所述金属基板上的尼龙支架以及形成于所述尼龙支架上的镀银层，其中，所述尼龙支架由上述耐高温尼龙材料形成。本发明提供的LED支架的改进之处在于采用了一种新的耐高温尼龙材料形成尼龙支架，而金属基板、尼龙材料以及镀银层之间的位置关系以及形成方式等均可以与现有技术相同，对此本领域技术人员均能知悉，在此不作赘述。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
制备例1
将抗氧剂1(Revonox420，5％加热减量温度不低于320℃)、抗氧剂2(BRUGGOLENH3336，5％加热减量温度不低于320℃)和酸碱调节剂(苯甲酸)按照质量比3:3:1的配比混合均匀，得到抗氧化体系，记为K1。
制备例2
将抗氧剂1(Revonox420，5％加热减量温度不低于320℃)和抗氧剂2(双季戊四醇，5％加热减量温度不低于320℃)和酸碱调节剂(苯甲酸)按照质量比6:12:1的配比混合均匀，得到抗氧化体系，记为K2。
制备例3
将抗氧剂1(N-442，5％加热减量温度不低于320℃)和抗氧剂2(BRUGGOLEN H3336和双季戊四醇按照重量比1:1混合的共混物，5％加热减量温度不低于320℃)和酸碱调节剂(苯甲酸)按照质量比7.5:3.75:1的配比混合均匀，得到抗氧化体系，记为K3。
对比制备例1
按照制备例1的方法制备抗氧化体系，不同的是，将抗氧剂1采用相同质量份的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚替代，得到参比抗氧化体系，记为DK1。
对比制备例2
按照制备例1的方法制备抗氧化体系，不同的是，将抗氧剂2采用相同质量份的三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯替代，得到参比抗氧化体系，记为DK2。
对比制备例3
按照制备例1的方法制备抗氧化体系，不同的是，将抗氧剂2采用相同质量份的硫代二丙酸二月桂酯，得到参比抗氧化体系，记为DK3。
对比制备例4
按照制备例1的方法制备抗氧化体系，不同的是，将抗氧剂2采用相同质量份的抗氧剂1替代，得到参比抗氧化体系，记为DK4。
对比制备例5
按照制备例1的方法制备抗氧化体系，不同的是，将酸碱调节剂采用相同质量份的抗氧剂2替代，得到参比抗氧化体系，记为DK5。
实施例1
将尼龙树脂(PPA)、增强剂(六钛酸钾晶须，直径为0.2～0.6μm，长度为3～20μm)、纳米氧化锌(粒径为20～100纳米)、金红石型钛白粉、热稳定剂SEED、润滑剂(硅酮)以及抗氧化体系K1混合均匀，得到尼龙材料。其中，各组分的用量如表1所示。
实施例2
将尼龙树脂(PA9T)、增强剂(玻璃纤维，直径为0.2～0.6μm，长度为3～20μm)、纳米氧化锌(粒径为20～100纳米)、金红石型钛白粉、热稳定剂SEED、润滑剂(硅酮)以及抗氧化体系K2混合均匀，得到尼龙材料。其中，各组分的用量如表1所示。
实施例3
将尼龙树脂(PA10T)、增强剂(六钛酸钾晶须，直径为0.2～0.6μm，长度为3～20μm)、纳米氧化锌(粒径为20～100纳米)、金红石型钛白粉、热稳定剂SEED、润滑剂(硅酮)以及抗氧化体系K3混合均匀，得到尼龙材料。其中，各组分的用量如表1所示。
对比例1
按照实施例1的方法制备尼龙材料，不同的是，将抗氧化体系K1采用相同重量份的参比抗氧化体系DK1替代，得到参比尼龙材料。其中，各组分的用量如表1所示。
对比例2
按照实施例1的方法制备尼龙材料，不同的是，将抗氧化体系K1采用相同重量份的参比抗氧化体系DK2替代，得到参比尼龙材料。其中，各组分的用量如表1所示。
对比例3
按照实施例1的方法制备尼龙材料，不同的是，将抗氧化体系K1采用相同重量份的参比抗氧化体系DK3替代，得到参比尼龙材料。其中，各组分的用量如表1所示。
对比例4
按照实施例1的方法制备尼龙材料，不同的是，将抗氧化体系K1采用相同重量份的参比抗氧化体系DK4替代，得到参比尼龙材料。其中，各组分的用量如表1所示。
对比例5
按照实施例1的方法制备尼龙材料，不同的是，将抗氧化体系K1采用相同重量份的参比抗氧化体系DK5替代，得到参比尼龙材料。其中，各组分的用量如表1所示。
表1
测试例
(1)白度：将实施例制得的尼龙材料以及对比例制得的参比尼龙材料于180℃下老化2小时，之后按照GB 2913-1982方法对其白度进行测试，所得结果如表2所示；
(2)反射率：将实施例制得的尼龙材料以及对比例制得的参比尼龙材料于180℃下老化2小时，之后按照ISO3906-1980(E)方法对其反射率进行测试，所得结果如表2所示；
(3)热变形温度：按照ISO75标准对由实施例制得的尼龙材料以及对比例制得的参比尼龙材料的热变形温度进行测试，所得结果如表2所示；
(4)黄色指数：将实施例制得的尼龙材料以及对比例制得的参比尼龙材料按照HGT3862-2006标准对老化前后的黄色指数进行测试(其中，老化温度为180℃，老化时间为2小时)，并由此计算老化前后黄色指数变化△Y，所得结果如表2所示；
(5)对银的腐蚀性：制造包括金属基板、嵌合至所述金属基板上的尼龙支架(分别由实施例1～3以及对比例1～5的尼龙材料形成)以及形成于所述尼龙支架上的镀银层的LED支架，将该LED支架置于120℃烘箱中烘400小时，观察银镀层表面的变化，其中，无明显变化说明尼龙材料对镀层银的腐蚀性小，变灰或者发黑说明尼龙材料对镀层银存在腐蚀。
表2
从表2的结果可以看出，当将本发明提供的将抗氧剂1、抗氧剂2以及酸碱调节剂复配使用所得的抗氧化体系应用于尼龙材料时，所得尼龙材料的白度高，耐高温黄变，在高温下可以和银等金属直接接触而不会腐蚀金属，非常适用于LED支架。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种抗氧化体系，其特征在于，所述抗氧化体系中含有抗氧剂1、抗氧剂2和酸碱调节剂，所述抗氧剂1和抗氧剂2的5％加热减量温度不低于320℃，所述抗氧剂1为胺类抗氧剂，所述抗氧剂2为不含磷的铜盐抗氧剂和/或多元醇抗氧剂，所述抗氧剂1、抗氧剂2和酸碱调节剂的重量比为(1～20):(2～40):1。
2.根据权利要求1所述的抗氧化体系，其特征在于，所述抗氧剂1和抗氧剂2的5％加热减量温度为320～340℃。
3.根据权利要求1或2所述的抗氧化体系，其特征在于，所述抗氧剂1为N-(2-乙氧基苯基)-N'-(4-乙基苯基)-乙二酰胺和/或N,N'-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺。
4.根据权利要求1或2所述的抗氧化体系，其特征在于，
所述铜盐抗氧剂为BRUGGOLEN H3336；
所述多元醇抗氧剂为双季戊四醇。
5.根据权利要求1或2所述的抗氧化体系，其特征在于，所述酸碱调节剂为苯甲酸。
6.一种耐高温尼龙材料，其特征在于，所述耐高温尼龙材料含有尼龙树脂、增强剂、氧化锌、钛白粉、热稳定剂、润滑剂以及权利要求1～5中任意一项所述的抗氧化体系。
7.根据权利要求6所述的耐高温尼龙材料，其特征在于，相对于100重量份的所述尼龙树脂，所述增强剂的含量为10～30重量份，所述氧化锌的含量为1～10重量份，所述钛白粉的含量为5～15重量份，所述热稳定剂的含量为0.1～0.5重量份，所述润滑剂的含量为0.1～0.5重量份，所述抗氧化体系的含量为0.3～4重量份。
8.根据权利要求6或7所述的耐高温尼龙材料，其特征在于，
所述尼龙树脂的热变温度大于250℃，优选大于270℃；所述尼龙树脂选自PPA、PA9T和PA10T中的至少一种；
所述增强剂为钛酸钾晶须和/或玻璃纤维；
所述氧化锌为纳米氧化锌，其粒径为20～100纳米；
所述钛白粉为锐钛型钛白粉和/或金红石型钛白粉，优选为金红石型钛白粉，最优选为氯化物法金红石型钛白粉；
所述热稳定剂为二(2,2,6,6-四甲基-3-哌啶胺基)-间苯二甲酰胺；
所述润滑剂为硅酮。
9.权利要求6～8中任意一项所述的耐高温尼龙材料作为LED支架材料的应用。
10.一种LED支架，所述LED支架包括金属基板、嵌合至所述金属基板上的尼龙支架以及形成于所述尼龙支架上的镀银层，其特征在于，所述尼龙支架由权利要求6～8中任意一项所述的耐高温尼龙材料形成。
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