玻纤增强阻燃导热半芳香共聚尼龙复合材料及其制备方法技术

一种本发明专利技术的玻纤增强阻燃导热半芳香共聚尼龙复合材料，其由以下质量分数的组分加工制备而成：半芳香共聚尼龙树脂25％～50％；玻璃纤维25％～55％；导热填料10％～25％和阻燃剂6％～20％。该半芳香共聚尼龙复合材料的制备方法包括：先将半芳香共聚尼龙树脂在100℃下真空干燥8～12小时，然后将半芳香共聚尼龙树脂、阻燃剂、导热填料、色母粒在高速搅拌器中搅拌配混，最后加入双螺杆挤出机料斗中，同时将玻璃纤维从双螺杆挤出机侧面加入，双螺杆挤出机的温度控制在250℃～330℃，获得玻纤增强阻燃导热半芳香共聚尼龙复合材料。本发明专利技术的产品具有高流动性、高强度、低翘曲、可阻燃、无浮纤现象且具有导热功能等优点。

Glass fiber reinforced flame retardant heat conductive semi aromatic copolymerized nylon composite material and preparation method thereof

The invention is a glass fiber reinforced flame retardant and thermal conductivity of semi aromatic co nylon composite material, which consists of the following components of the mass fraction prepared: semi aromatic nylon resin was 25% ~ 50% and 25% ~ 55%; glass fiber; conductive filler is 10% ~ 25% and 6% ~ 20% flame retardant. Including the semi aromatic polyamide copolymer composite material preparation method: first semi aromatic polyamide copolymer resin at 100 DEG C and dried under vacuum for 8 to 12 hours, and then the semi aromatic polyamide copolymer resin, flame retardant, thermal conductive filler masterbatch in high-speed blender mixing, mixing, and finally add a double screw extruder hopper, at the same time the glass fiber from the twin screw extruder side, double screw extruder temperature control at 250 to 330 DEG C to obtain thermal conductivity of glass fiber reinforced flame retardant copolymer semi aromatic nylon composite material. The product of the invention has the advantages of high fluidity, high strength, low warpage, flame retardant, no floating fiber phenomenon and heat conduction function.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于耐高温、高强度、高稳定性尼龙及其制备
，尤其涉及一种半芳香共聚尼龙复合材料及其制备方法。
技术介绍
半芳香尼龙是由芳香环二酸或二胺与脂肪族二胺或二酸缩聚得到，在尼龙分子主链中引入芳香环，提高了材料的耐热性和机械性能，降低了吸水率，提高了尺寸稳定性，填补了通用工程塑料(如脂肪族尼龙、聚酯)和超高性能材料(如PEEK、聚砜和LCP)之间的空白。近年来，电子电气产品朝着小型化、集成密集化、高性能化方向发展，其外壳越来越轻量化、薄壁化，要求所用材料具有高流动性、高强度、低翘曲、导热功能和可阻燃的特点，且外壳制品表面无析出现象。传统用的PA6、PA66材料吸水率高，导致严重翘曲，不能满足要求，PPS加工性能差，LCP价格昂贵。半芳香尼龙具有优良的性价比，是首选的理想材料。然而，现有的半芳香尼龙树脂在阻燃性、导热功能、力学性能、防翘曲及外观等特性上还需进一步改善，其综合性能还有待进一步条。US4603166、US4603193、US4831108、US4163101、US5387645、US5112685、US5153250、US5500473、US5981692、US5516882等美国专利文献以及CN1537881A、CN1127266A、CN1246490A、CN1227232A等中国专利文献公开了半芳香尼龙树脂的合成方法，但对半芳香尼龙树脂改性方面的研究较少涉及。CN102076752A、CN101796138A涉及到了半芳香尼龙树脂的增强阻燃改性，但目的是降低对设备的腐蚀效应，另外没有考虑半芳香尼龙基体树脂的选择条件及复合材料的导热功能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种具有高流动性、高强度、低翘曲、可阻燃、且制备的产品外壳表面几乎无浮纤现象、并具有导热功能的玻纤增强半芳香共聚尼龙复合材料，还相应提供该半芳香共聚尼龙复合材料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为一种玻纤增强阻燃导热半芳香共聚尼龙复合材料，其主要由以下质量分数的组分加工制备而成：半芳香共聚尼龙树脂 25％～50％；玻璃纤维 25％～55％；导热填料 10％～25％；和阻燃剂 6％～20％上述的玻纤增强阻燃导热半芳香共聚尼龙复合材料，优选的，其主要由以下质量分数的组分加工制备而成：半芳香共聚尼龙树脂 30％～40％；玻璃纤维 30％～45％；导热填料 12％～20％；和阻燃剂 7％～15％上述的玻纤增强阻燃导热半芳香共聚尼龙复合材料，更优选的，其主要由以下质量分数的组分加工制备而成：半芳香共聚尼龙树脂 32％～38％；玻璃纤维 35％～42％；导热填料 14％～18％；和阻燃剂 8％～12％。上述的玻纤增强阻燃导热半芳香共聚尼龙复合材料，更优选的，所述半芳香共聚尼龙树脂的合成原料为芳香族二元酸、脂肪族二元酸、脂肪族二元胺、内酰胺、氨基羧酸或润滑剂。上述的玻纤增强阻燃导热半芳香共聚尼龙复合材料中，更优选的，所述芳香族二元酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、2-甲基对苯二甲酸、2,5-二氯对苯二甲酸、2,6-萘二酸、2,7-萘二酸、1,4-萘二酸、4,4’-联苯二甲酸、二苯基甲烷-4,4’-二羧酸、二苯基砜-4,4’-二羧酸中的一种或几种；特别优选为对苯二甲酸和/或间苯二甲酸。上述的玻纤增强阻燃导热半芳香共聚尼龙复合材料中，更优选的，所述脂肪族二元酸为丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸，二甲基丙二酸、3,3-二乙基丁二酸、2-甲基己二酸、2,2-二甲基戊二酸、1,3-环戊烷二羧酸和1,4-环己烷二羧酸中的一种或几种；特别优选为己二酸。上述的玻纤增强阻燃导热半芳香共聚尼龙复合材料中，更优选的，所述脂肪族二元胺为1,4-丁二胺、1,6-己二胺、1,7-庚二胺、1,8-辛二胺、1,9-壬二胺、1,10-癸二胺、1,11-十一烷二胺、1,12-十二烷二胺、1,13-十三烷二胺、2-甲基-1,5-戊二胺、2,2,4-三甲基-1,6-己二胺和2-甲基-1,8-辛二胺中的一种或几种。特别优选为1,6-己二胺、1,10-癸二胺、1,12-十二烷二胺、1,13-十三烷二胺中的一种或几种。更优选微1,6-己二胺。上述的玻纤增强阻燃导热半芳香共聚尼龙复合材料中，更优选的，所述内酰胺为己内酰胺和/或十二内酰胺。上述的玻纤增强阻燃导热半芳香共聚尼龙复合材料中，更优选的，所述氨基羧酸为ω-氨基己酸、ω-氨基壬酸、ω-氨基十一酸、ω-氨基十二酸中的至少一种。上述的玻纤增强阻燃导热半芳香共聚尼龙复合材料中，更优选的，所述润滑剂为芥酸酰胺、油酸酰胺、乙撑双脂肪酸酰胺、硅酮类(有机硅含量70％～80％)、褐煤酸衍生物(布吕格曼P12)中的至少一种；其具有润滑作用，可改善流动性，降低摩擦，注塑成型中改善脱模性，改善制品表面，具有高光泽度，加速挤出和注塑成型过程。合成高流动性半芳香共聚尼龙时，润滑剂的添加量控制在0.05wt％～1wt％，更优选0.1wt％～0.6wt％，最优选0.2wt％～0.4wt％，我们的研究表明润滑剂添加量少，流动性提高不明显，添加量高，造成树脂力学性能下降。上述的玻纤增强阻燃导热半芳香共聚尼龙复合材料，优选的，所述半芳香共聚尼龙树脂的熔点控制在250℃～290℃，更优选260℃～280℃，最优选270℃～275℃。我们的研究表明，熔点过低，分子链中苯环含量减少，材料尺寸稳定性降低，翘曲增加；熔点过高，苯环含量增加，分子链刚性增加，流动性下降，加工性能变差；所述半芳香共聚尼龙树脂的相对粘度优选控制在1.8～2.4，更优选1.9～2.3，最优选2.0～2.2。我们的研究表明，相对粘度过低，材料的力学性能下降；相对粘度过高，材料流动性下降。上述的玻纤增强阻燃导热半芳香共聚尼龙复合材料，优选的，所述半芳香共聚尼龙树脂的熔点、相对粘度和润滑剂特别优选同时满足上述条件范围。上述的玻纤增强阻燃导热半芳香共聚尼龙复合材料，优选的，所述玻璃纤维为扁平玻璃纤维，其截面为扁平形而非传统的圆形，具体可以是椭圆形、半椭圆形或其他非圆形截面。所述截面的主横截面轴与次横截面轴的尺寸比率为1.5～6，更优选2.5～4.5，最优选3.0～4.0；所述玻璃纤维的短切长度为2～6mm，更优选3.0～4.5mm；所述玻璃纤维的单丝厚度为7～10μm，更优选8～9μm。该优选的扁平玻璃纤维表面采用硅烷类浸润剂处理，特别适用于增强热塑性树脂PA的挤出造粒工艺，其制得的复合材料流动性好、翘曲小，特别适合于制作薄壁产品。上述的玻纤增强阻燃导热半芳香共聚尼龙复合材料，优选的，所述阻燃剂为次磷酸盐，优选甲基乙基次磷酸铝、二乙基次磷酸铝，更优选二乙基次磷酸铝。阻燃剂的起始分解温度大于300℃，更优选大于320℃，最优选大于330℃，其能够与所述半芳香共聚尼龙树脂有良好的复合。为了更好的增强半芳香共聚尼龙复合材料的阻燃效果，进一步优选的，所述阻燃剂中还含有硼酸锌，其添加量为阻燃剂的重量的1％～5％，更优选1.5％～4％，最优选2％～3％。上述的玻纤增强阻燃导热半芳香共聚尼龙复合材料，优选的，所述导热填料为微米级或
纳米级氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化铝、埃洛石、氮化硼、碳化硅中的至少一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻纤增强阻燃导热半芳香共聚尼龙复合材料，其特征在于，其主要由以下质量分数的组分加工制备而成：

【技术特征摘要】
1.一种玻纤增强阻燃导热半芳香共聚尼龙复合材料，其特征在于，其主要由以下质量分数的组分加工制备而成：2.根据权利要求1所述的玻纤增强阻燃导热半芳香共聚尼龙复合材料，其特征在于，其主要由以下质量分数的组分加工制备而成：3.根据权利要求2所述的玻纤增强阻燃导热半芳香共聚尼龙复合材料，其特征在于，其主要由以下质量分数的组分加工制备而成：4.根据权利要求1～3中任一项所述的玻纤增强阻燃导热半芳香共聚尼龙复合材料，其特征在于，所述半芳香共聚尼龙树脂的合成单体为芳香族二元酸、脂肪族二元酸、脂肪族二元胺、内酰胺、氨基羧酸或润滑剂。5.根据权利要求4所述的玻纤增强阻燃导热半芳香共聚尼龙复合材料，其特征在于：所述芳香族二元酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、2-甲基对苯二甲酸、2,5-二氯对苯二甲酸、2,6-萘二酸、2,7-萘二酸、1,4-萘二酸、4,4’-联苯二甲酸、二苯基甲烷-4,4’-二羧酸、二苯基砜-4,4’-二羧酸中的一种或几种；所述脂肪族二元酸为丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸，二甲基丙二酸、3,3-二乙基丁二酸、2-甲基己二酸、2,2-二甲基戊二酸、1,3-环戊烷二羧酸和1,4-环己烷二羧酸中的一种或几种；所述脂肪族二元胺为1,4-丁二胺、1,6-己二胺、1,7-庚二胺、1,8-辛二胺、1,9-壬二胺、1,10-癸二胺、1,11-十一烷二胺、1,12-十二烷二胺、1,13-十三烷二胺、2-甲基-1,5-戊二胺、2,2,4-三甲基-1,6-己二胺和2-甲基-1,8-辛二胺中的一种或几种。所述内酰胺为己内酰胺和/或十二内酰胺；所述氨基羧酸为ω-氨基己酸、ω-氨基壬酸、ω-氨基十一酸、ω-氨基十二酸中的至少一种；所述润滑剂为芥酸酰胺、油酸酰胺、乙撑双脂肪酸酰胺、硅酮类、褐煤酸衍生物中的至少一种；润滑剂的添加量控制在0.05wt％～1wt％，更优选0.1wt％～0.6wt％，最优选0....

【专利技术属性】
技术研发人员：曹凯凯，陈林飞，赵志，彭军，王文志，姜其斌，
申请(专利权)人：株洲时代新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43