CN111320867A

CN111320867A - 一种聚酰胺复合材料及其制备方法和应用

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Publication number: CN111320867A
Application number: CN201911347663.XA
Authority: CN
Inventors: 李东阵; 袁会宁
Original assignee: Guangzhou Chendong New Materials Co ltd
Current assignee: Guangzhou Chendong New Materials Co ltd
Priority date: 2019-12-24
Filing date: 2019-12-24
Publication date: 2020-06-23
Anticipated expiration: 2039-12-24
Also published as: CN111320867B

Abstract

本发明属于复合材料技术领域，公开了一种可红外透过的且白色不透明的聚酰胺复合材料及其制备方法和应用。该聚酰胺复合材料包括以下重量百分数的组分：聚酰胺78～95％％，硫酸钡1～20％，醋酸盐0.05‑2％，抗氧剂0.05～0.5％，脱模剂0.1～2％。本发明采用聚酰胺作为原料，与硫酸钡，醋酸盐，抗氧剂，脱模剂共同作用制备具有红外光透过能力，同时呈白色不透明的复合材料。采用本发明的技术方案，还可以在白色的基础上按照色彩需求添加色粉制备出具有各种颜色的红外透过，可见光不透明材料，突破了目前的红外透过，可见不透明材料都是黑色的局限。本发明的制备方法简单易行，适于大规模生产应用。

Description

一种聚酰胺复合材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，特别涉及一种可红外透过的且白色不透明的聚酰胺复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

红外摄像，红外遥感，红外遥控，激光焊接等诸多领域都在使用红外光，特别是随着5G通信和智能家居的到来，基于红外光的应用设备越来越多。由于红外接收器都安置在设备内部，因此，可透过红外光，而又不可透过可见光的材料越来越多的作为该类设备外壳的首选材料。传统的红外光穿透但可见光不透明的塑胶材料采用吸收可见光但不吸收红外光的有机染料作为解决方案，由于大部分可见光被吸收，因此只能做成黑色和深色。对于当前流行的白色和浅色外观，目前市场并无解决方案。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种可红外透过的且白色不透明的聚酰胺复合材料。

本发明另一目的在于提供上述可红外透过的且白色不透明的聚酰胺复合材料的制备方法。该方法操作简便，可控性强，适合大规模生产。

本发明再一目的在于提供上述可红外透过的且白色不透明的聚酰胺复合材料的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种可红外透过的且白色不透明的聚酰胺复合材料，其包括以下重量百分数的组分：聚酰胺78～95％，硫酸钡1～20％，醋酸盐0.05-2％，抗氧剂0.05～0.5％，脱模剂0.1～2％。

优选的，所述的可红外透过的且白色不透明的聚酰胺复合材料，其包括以下重量百分数的组分：聚酰胺88～95％，硫酸钡3～10％，醋酸盐0.1-0.5％，抗氧剂0.05～0.5％，脱模剂0.1～2％。

所述的聚酰胺为尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙46、尼龙612、尼龙1010、尼龙12、尼龙6T/6、尼龙6T/66、尼龙9T、尼龙10T中的至少一种。

所述的醋酸盐为醋酸钠、醋酸钾中的至少一种。

所述的硫酸钡为D50＝300-700nm的沉淀硫酸钡，优选为D50＝500nm的沉淀硫酸钡。

所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，受阻胺类抗氧剂，亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种，优选为抗氧剂1098；

所述的脱模剂为硬脂酸金属盐，优选为硬脂酸钙；

进一步的，本发明的可红外透过的且白色不透明的聚酰胺复合材料，其还可以包括不吸收红外光的有机染料和/或有机颜料；以重量百分数计，不吸收红外光的有机染料和/或有机颜料占聚酰胺复合材料的百分比为0.01％～5％。

一种上述的可红外透过的且白色不透明的聚酰胺复合材料的制备方法，其通过将各组分混合并经挤出机挤出造粒得到，造粒温度为240～320℃。

优选的，所述的造粒温度为260-290℃。

上述的可红外透过的且白色不透明的聚酰胺复合材料在红外遥控，红外摄像，激光焊接，智能家居等领域中的应用。

本发明的机理为：

从物理原理可知，光波在前进路径上，如果遇到比自身波长大很多的物体，就会被吸收或者反射，如果遇到跟自身波长相当或者更小的物体，则可以不受影响。最常用的红外光波长1064nm，可见光波长中值大约500nm。本发明从红外光的波长比可见光的波长长的事实出发，通过实验手段将硫酸钡在聚酰胺内的聚集态尺寸控制在红外光波长和可见光波长之间，实现了只反射可见光，而让红外光能通过的技术效果。

由于聚酰胺是一种半结晶聚合物，聚合物的晶体大小为几十微米，远远超过红外光和可见光的波长，因此聚酰胺材料会无区别的阻挡住绝大部分的可见光和红外光，外观上也呈现乳白色不透明。本发明中使用硫酸钡和醋酸盐的组合，首先醋酸盐可以大幅增加聚酰胺材料的红外光和可见光透过率，同时发现，加入醋酸盐后，虽然材料对红外光和可见光透过率都增加了，但是对红外光和可见光也具有了一定的区分度，即红外光的透过率明显高于可见光的透过率。这可能是由于醋酸盐改变了聚酰胺晶体的尺寸，使晶体尺寸减小到了与可见光和红外光波长相比拟的程度。在醋酸盐的基础上进一步加入特殊粒径的硫酸钡，由于这些硫酸钡的尺寸介于红外光和可见光波长之间，可以进一步提高材料对可见光和红外光的选择透过性，从而实现白色不透明的红外透过效果。

本发明采用聚酰胺作为原料，与硫酸钡，醋酸盐，抗氧剂，脱模剂共同作用制备具有红外光透过能力，同时呈白色不透明的复合材料。采用本发明的技术方案，还可以在白色的基础上按照色彩需求添加色粉制备出具有各种颜色的红外透过，可见光不透明材料，突破了目前的红外透过，可见不透明材料都是黑色的局限。本发明的制备方法简单易行，适于大规模生产应用。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：

可以使聚酰胺材料在可透过红外光的前提下实现白色不透明的外观效果。如果配合不吸收红外光的彩色色粉，可以实现各种彩色不透明的外观效果。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。实施例中红外透过率以及可见光透过率通过林上科技公司LS183光学透过率测量仪进行测试。

实施例1～11

实施例1～11中的聚酰胺复合物，均主要由以下步骤制备得到：按重量百分比称取相应用量的组分，然后将各组分混合，用双螺杆挤出机造粒得到聚酰胺复合物，造粒温度为250～270℃。其中，实施例1～11中各组分的重量百分数以及制备得到的聚酰胺复合物的透过率如下表1所示。

表1 实施例1～11中各组分的用量以及制备得到的聚酰胺复合物的透过率

实验中采用选择比作为主要参数来考查材料对红外光和可见光的选择透过性。定义选择比＝红外光透过率/可见光透过率，选择比越高，则代表对红外光和可见光的选择透过性越强。从实验数据可知，当不加入任何成核剂时，PA6的可见光和红外光透过率几乎相等，当加入醋酸钠和醋酸钾时，可见光和红外光透过率均出现提高，同时红外光透过率提高更加明显，选择比从1.1提高到2.0左右，且随着醋酸盐用量的增加，透过率和选择比逐渐提升，当醋酸盐添加量达到0.5％以上时，透过率和选择比的提升变得缓慢。当加入硬脂酸钠和超细滑石粉时，虽然选择比也得到提升，但是红外和可见光的透过率均大幅下降，并无实用价值。当加入硬脂酸钙时，透过率和选择比均没有明显变化。

实施例12～22

实施例12～22中聚酰胺复合材料，均主要由以下步骤制作而成：按重量百分比称取相应用量的各组分，然后将各组分混合，用双螺杆挤出机造粒得到聚酰胺复合物，造粒温度为250～270℃。其中，实施例12～22中各组分的重量百分比以及得到的聚酰胺复合材料的透过率如表2所示。

表2 实施例12～22中各组分的重量百分比以及得到的聚酰胺复合材料的透过率

由表2可知，当将不同粒径的硫酸钡与醋酸钠复配使用时，几乎所有实施例的选择比均出现了增加。特别是当使用D50＝500nm的硫酸钡时，选择比大幅增加至5以上，同时，红外透过率保持在30％以上，可见光透过率可以控制到5％以下，具有极大的实用价值。

实施例23～26

实施例23～26中的聚酰胺复合材料，均主要由以下步骤制作而成：

按重量百分比称取相应用量的各组分，然后将各组分混合，用双螺杆挤出机造粒得到聚酰胺复合物，造粒温度为260～320℃。其中，实施例23～26中各组分的重量百分比以及得到的聚酰胺复合材料的透过率如表3所示。

表3 实施例23～26中各组分的重量百分比以及得到的聚酰胺复合材料的透过率

由表3数据可知，硫酸钡加醋酸钠的组合，不仅对PA6有效，对PA66，PA610，PA6T/66和PA9T均有效，各个体系的红外可见选择比均有大幅提升，同时能保持较高的红外透过率和较低的可见透过率。

综上所述，本发明采用聚酰胺、硫酸钡，醋酸盐，抗氧剂及脱模剂混合，得到的聚酰胺复合材料。能够极大的提升材料对红外和可见光的选择性透过率，制备出红外光透过的白色不透明材料。本发明的制备方法简单易行，适于大规模生产应用。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种聚酰胺复合材料，其特征在于包括以下重量百分数的组分：聚酰胺78～95％，硫酸钡1～20％，醋酸盐0.05-2％，抗氧剂0.05～0.5％，脱模剂0.1～2％。

2.根据权利要求1所述的聚酰胺复合材料，其特征在于包括以下重量百分数的组分：聚酰胺88～95％，硫酸钡3～10％，醋酸盐0.1-0.5％，抗氧剂0.05～0.5％，脱模剂0.1～2％。

3.根据权利要求1所述的聚酰胺复合材料，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的聚酰胺复合材料，其特征在于：

所述的醋酸盐为醋酸钠、醋酸钾中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的聚酰胺复合材料，其特征在于：

所述的硫酸钡为D50＝300-700nm的沉淀硫酸钡。

6.根据权利要求1所述的聚酰胺复合材料，其特征在于：

所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，受阻胺类抗氧剂，亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种；

所述的脱模剂为硬脂酸金属盐。

7.根据权利要求1～6任一项所述的聚酰胺复合材料，其特征在于：所述的聚酰胺复合材料还包括不吸收红外光的有机染料和/或有机颜料，以重量百分数计，不吸收红外光的有机染料和/或有机颜料占聚酰胺复合材料的百分比为0.01％～5％。

8.一种根据权利要求1～7任一项所述的聚酰胺复合材料的制备方法，其特征在于通过将各组分混合并经挤出机挤出造粒得到，造粒温度为240～320℃。

9.根据权利要求8所述的聚酰胺复合材料的制备方法，其特征在于：所述的造粒温度为260-290℃。

10.根据权利要求1～8任一项所述的聚酰胺复合材料在红外遥控，红外摄像，激光焊接，智能家居领域中的应用。