一种耐黄变阻燃性聚酰胺组合物及其制备方法技术

本发明专利技术属于高分子材料技术领域，具体涉及一种耐黄变阻燃性聚酰胺组合物及其制备方法，由以下重量百分比计的组分组成：聚酰胺25.0～70.0wt％、阻燃剂10～35wt％、芳香族二元羧酸0.1～1.0wt％、抗氧剂0.1～2.0wt％、增强剂5～50wt％和功能助剂0.1～5.0wt％，采用熔融共混加工而得，制备工艺简单，生产成本较低，利于推广。本发明专利技术的聚酰胺组合物满足用于高度阻燃性的UL‑94V‑0标准，且不影响着色性能，同时改善热致黄变的问题。

A yellowing-resistant and flame-retardant polyamide composition and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种耐黄变阻燃性聚酰胺组合物及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种耐黄变阻燃性聚酰胺组合物及其制备方法。
技术介绍
聚酰胺(PA)是指主链节含有酰胺基团(-[NHCO]-)的聚合物，大部分的聚酰胺是一种半结晶性聚合物，晶区形成的原因是分子链上酰胺基为极性基团，这些带电的酰胺基团相互吸引，从而导致聚合物链可以重复折叠形成晶体。但分子链的一些原子间共享的电子并不相等，结果聚合物链中带少量正电荷和少量负电荷的区域。聚合物中酰胺基的极性性质赋予聚酰胺出色的机械性能，但同时也是其弱点。水分子也是极性的，而且水在环境中无处不在。如前所述，有些原子不平等地共用电子，在这种情况下，自私的原子是氧和氮。当水分子与聚酰胺接触时，两者之间形成弱键，这个过程会持续进行，水分子通过材料扩散，寻找任何带电区域，这就是聚酰胺曝露在大气中具有吸水性的原因。含水率偏高的聚酰胺材料在加工后出现机械性能和外观劣化的问题，因此，聚酰胺材料在加工前需要进行预干燥，将材料的含水率控制在0.2％以下。为提高效率，工厂一般会设置100℃以上的干燥温度，过高的粒子温度经常造成材料被“闷黄”。另外，聚酰胺生产的电子制件正越来越广泛的应用到一种被称为SMT的表面组装技术和工艺，SMT是SurfaceMountingTechnology的缩写，称为表面贴装或表面安装技术。它是一种将无引脚或短引线或球的矩阵排列封装的表面组装元器件(简称SMC/SMD，中文称片状元器件)安装在印制电路板(PrintedCircuitBoard，PCB)的表面或其它基板的表面上，通过回流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。SMT典型的表面贴装工艺分为三步：施加焊料——贴装元器件——回流焊接。早期回流焊的焊料都是用含铅的材料，如今主要采用无铅回流焊接。无铅焊料熔点更高，无铅回流焊工艺一般要求聚酰胺产品需在260℃下承受4-5分钟左右，大部分的聚酰胺制品在这种工艺下很容易发生“黄变”。聚酰胺热致黄变的原因，较有说服力的机理是认为聚酰胺的末端氨基发生了氧化反应，产生了共轭双键(-C＝C-)n，共轭双键是一种生色基团，从而导致聚酰胺黄变。现有技术，主要是通过在聚酰胺聚合阶段对聚酰胺进行封端，形成一种低端氨基的聚酰胺基材，从而达到抑制聚酰胺黄变的目的。如中国专利申请CN103882549A公开了一种高吸湿防黄变聚酰胺纤维及其制造方法，通过由C2～C20的羧酸与聚酰胺聚合物分子链的末端氨基通过发生化学反应而形成一种含1.0×10-5～3.0×10-5mol/g末端氨基的耐黄变及良好纤维白度聚酰胺纤维；CN102372921A公开一种耐热聚酰胺组合物及其应用，选择端氨基与端羧基浓度比例在0.1～0.8之间的聚酰胺树脂，制得一种具有高初始白度和耐黄变出色的组合物应用于光源支架；CN109705342A公开了一种耐黄变聚酰胺树脂及其生产原料和生产方法，利用单官能团异氰酸酯随有机溶剂进入聚酰胺树脂颗粒内部对聚酰胺分子链末端进行封端反应，将末端氨基和末端羧基转变为间苯基团，得到的聚酰胺树脂具有良好的耐黄变性。但是，上述现有技术存在以下缺点：在聚合阶段抑制末端氨基的反应方法，条件比较苛刻不利推广。另外，末端氨基含量不容易控制在一个合理水平，末端氨基含量过量减少会导致聚合物染色困难，影响颜色稳定性，且均不涉及高度阻燃性(达到UL94V-0等级)的要求。
技术实现思路
基于此，相对于已知的耐热老化聚酰胺模塑组合物，本专利技术的目的是为了提供一种耐黄变阻燃性聚酰胺组合物，不影响着色性能且同时改善热致黄变的问题，兼具高度阻燃性。本专利技术的另一目的在于提供上述耐黄变阻燃性聚酰胺组合物的制备方法。本专利技术的上述目的通过以下技术方案实现：本专利技术的耐黄变阻燃性聚酰胺组合物，由以下质量百分比含量的组分组成：其中，组分(a)至组分(f)质量百分比之和为100wt％。本专利技术的(a)成分是聚酰胺，是指主链节含有极性酰胺基团(—[NHCO]—)的聚合物，为一种或多种二羧酸和一种或多种二胺，和/或一种或多种氨基羧酸，和/或一种或多种环状内酰胺的开环聚合反应产物的缩聚物。所述的组合物中聚酰胺为25.0～70.0wt％的一种或多种半结晶性芳香族聚酰胺(a1)，或半结晶性芳香族聚酰胺(a1)和0.0～20wt％的一种或多种半结晶性脂肪族聚酰胺(a2)的混合物。这是因为SMT回流焊温度高达260℃，非结晶材料无法承受此高温，会造成结构严重变形。所述的半结晶性芳香族聚酰胺(a1)是由二胺与二羧酸形成且二胺和二羧酸的至少一者为芳香族系单体成分的芳香族聚酰胺树脂。所述的半结晶性脂肪族聚酰胺(a2)优选由脂肪族二羧酸与芳香族二胺、或芳香族二羧酸与脂肪族二胺形成，更优选由芳香族二羧酸与脂肪族二胺形成。用于本专利技术的半结晶性芳香族聚酰胺，其熔点不低于280℃。本专利技术熔点是根据ISO11357-3表征，使用差示扫描量热法(DSC)在第一次加热扫描中以10℃/min的扫描速率测得，其中将吸热峰的最高点视为熔点。所述的半芳香族重复单元选自以下一种或多种的单体：芳香族二胺选自如下物质组成的组：间苯二胺、对苯二胺、间苯二甲胺、对苯二甲胺、1,4-双(氨基甲基)萘、1,5-双(氨基甲基)萘、2,6-双(氨基甲基)萘、2,7-双(氨基甲基)萘、4,4’-二氨基二苯基甲烷、2,2-双(4-氨基苯基)丙烷、4,4’-二氨基二苯基砜、4,4’-二氨基二苯基醚。芳香族二羧酸选自如下物质组成的组：对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,4-萘二羧酸、1,5-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸、2,7-萘二羧酸、1,3-亚苯基二氧二乙酸、1,4-亚苯基二氧二乙酸、4,4’-氧二苯甲酸、二苯基甲烷-4,4’-二羧酸、二苯基乙烷-4,4’-二羧酸、二苯基丙烷-4,4’-二羧酸、二苯基醚-4,4’-二羧酸、二苯基砜-4,4’-二羧酸、4,4’-联苯二羧酸、4,4’-三苯基二羧酸。二羧酸选自脂肪族二羧酸，包含但不限于草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸、十六烷二酸、十八烷二酸、二十烷二酸，优选己二酸。二胺选自具有四个或更多个碳原子的二胺，包含但不限于丁二胺、戊二胺、乙二胺、四亚甲基二胺、五亚甲基二胺、六亚甲基二胺、七亚甲基二胺、八亚甲基二胺、九亚甲基二胺、十亚甲基二胺、十一亚甲基二胺、十二亚甲基二胺、十三烷二胺、十四烷二胺、十五烷二胺、十六烷二胺、十七烷二胺、十八烷二胺、十九烷二胺、二十烷二胺、2-甲基-1,8-辛二胺、2,2,4-三甲基六亚甲基二胺、2,4,4-三甲基六亚甲基二胺等脂肪族二胺，1,3-环己基二胺、1,4-环己基二胺、双(4-氨基环己基)甲烷、双(4-氨基环己基)丙烷、双(3-甲基-4-氨基环己基)甲烷、(3-甲基-4-氨基环己基)丙烷、1,3-二氨基甲基环己烷、1,4-二氨基甲基环己烷、5-氨基-2,2,4-三甲基-1-环戊烷甲胺、5-氨基-1,3,3-三甲基环己烷甲胺、双(氨基丙基)哌嗪、双(氨基乙基)哌嗪、降冰片烷二亚甲基胺等脂环式二胺，优选乙二胺。所述的半结晶性芳香族聚酰胺(a1)选自如下物质组成的组：聚(聚对苯二甲酰己二胺/己二酰己二胺)(PA6T/66)、聚(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐黄变阻燃性聚酰胺组合物，其特征在于，所述组合物由以下质量百分比含量的组分组成：

【技术特征摘要】
1.一种耐黄变阻燃性聚酰胺组合物，其特征在于，所述组合物由以下质量百分比含量的组分组成：其中，组分(a)至组分(f)之和占所述聚酰胺组合物的100wt％；所述的聚酰胺为半结晶性芳香族聚酰胺、或由所述半结晶性芳香族聚酰胺和半结晶性脂肪族聚酰胺组成的混合物，且所述半结晶性脂肪族聚酰胺占所述聚酰胺组合物的0.1～20wt％；所述的阻燃剂为溴化聚苯乙烯、或协效阻燃剂和所述溴化聚苯乙烯按照质量比1:2～20的混合物；其中：所述溴化聚苯乙烯为阴离子PS基体的溴化的(聚苯乙烯)/(BPS)、和/或聚(溴化苯乙烯)/(PBS)，且溴含量为55～70wt％；所述的协效阻燃剂选自三氧化二锑、五氧化二锑、氧化锌、氧化铝、氧化镁、二氧化硅、黏土、硅酸镁、偏锑酸钠、无水硼酸锌和硅氧烷中一种或两种以上的混合物。2.如权利要求1所述的聚酰胺组合物，其特征在于，所述的半结晶性芳香族聚酰胺熔点不低于280℃。3.如权利要求1或2所述的聚酰胺组合物，其特征在于，所述的半结晶性芳香族聚酰胺选自如下物质组成的组：聚(聚对苯二甲酰己二胺/己二酰己二胺)、聚(对苯二甲酰己二胺/聚己酰胺)、聚(己二酰己二胺/聚间苯二甲酰己二胺)、聚(间苯二甲酰己二胺/聚己酰胺)、聚(十二烷酰胺/聚对苯二甲酰己二胺)、聚(对苯二甲酰己二胺/聚间苯二甲酰己二胺/己二酰己二胺)、聚(己二酰己二胺/聚己酰胺/聚间苯二甲酰己二胺)、聚(对苯二甲酰己二胺/聚间苯二甲酰己二胺)、聚(对苯二甲酰壬二胺)和聚(对苯二甲酰葵二胺)。4.如权利要求3所述的聚酰胺组合物，其特征在于，所述的半结晶性芳香族聚酰胺选自聚(对苯二甲酰己二胺/己二酰己二胺)、聚(对苯二甲酰壬二胺)和聚(对苯二甲酰葵二胺)中一种或两种以上混合物。5.如权利要求1所述的聚酰胺组合物，其特征在于，所述的半结晶性脂肪族聚酰胺选自如下物质组成的组：聚(ε-已内酰胺)、聚(己二酰丁二胺)、聚(己二酰戊二胺)、聚(己二酰己二胺)、聚(癸二酰戊二胺)、聚(十二烷二酰戊二胺)、聚(癸二酰己二胺)、聚(十二烷二酰己二胺)、聚(己二酰戊二胺/ε-已内酰胺)、聚(己二酰戊二胺/癸二酰己二胺)、聚(己二酰戊二胺/十二烷二酰己二胺)、聚(己二酰戊二胺/聚癸二酰癸二胺)、聚(ε-己内酰胺/己二酰己二胺/癸二酰己二胺)、聚(ε-己内酰胺/己二酰己二胺/十二烷二酰己二胺)。6.如权利要求1或5所述的聚酰胺组合物，其特征在于，所述的半结晶性脂肪...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈跃民，陈原振，林柏龄，
申请(专利权)人：江苏晋伦塑料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32