一种高耐温无卤阻燃PPA复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种高耐温无卤阻燃PPA复合材料及其制备方法，包括如下重量份的原料：PPA树脂20

【技术实现步骤摘要】
一种高耐温无卤阻燃PPA复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种高耐温无卤阻燃PPA复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚邻苯二酰胺(简称PPA)树脂是以对苯二甲酸或邻苯二甲酸为原料的半芳香族聚酰胺。PPA树脂比脂肪类聚酰胺如尼龙6等更结实坚硬；对水分的敏感度更低；热性能更好；而且蠕变、疲劳和耐化学品性能也好得多。由于PPA树脂的杰出的物理、热和电性能，尤其是适中的成本，使它有广阔的应用范围。目前PPA可广泛应用于汽车工业，如更高性能的马达、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等等。
[0003]传统没无卤阻燃的玻纤增强PPA机械性能和耐温不高，而添加无卤阻燃的玻纤增强PPA因阻燃剂的加入会降低材料的耐温性能，限制了其应用，另外，现有无卤阻燃PPA生产加工时容易分解脱水，对性能影响大，无法满足电子电器、轨道交通、汽车材料等行业的阻燃需求。因此，改善玻纤增强无卤阻燃PPA的结晶、吸水和收缩等性能缺陷，提高其机械性能、阻燃性和尺寸稳定性，使之在汽车或电子电器方面能部分或完全替代PPA，广泛应用于工程塑料，具有十分重要的意义

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种高耐温无卤阻燃PPA复合材料，该高耐温无卤阻燃PPA复合材料具有优异耐热性能的同时具有良好的阻燃性能，阻燃级别达到UL94 0.8mm V0，能通过250℃回流焊不起泡，同时可快速成型、高性价比等特点，极大的拓展了PPA树脂的应用领域；其中通过玻璃纤维增强的PPA树脂与无卤阻燃剂复配能起到良好的协同阻燃作用，与相同的无卤阻燃剂添加量相比，本专利技术PPA复合材料与无卤阻燃剂复配后能有效提高PPA树脂的阻燃等级；与单用无卤阻燃剂相比，在达到相同阻燃等级的情况下，本专利技术PPA复合材料与无卤阻燃剂、玻璃纤维和增韧改性剂的复配能极大提高PPA复合材料的力学性能。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供一种高耐温无卤阻燃PPA复合材料的制备方法，该制备方法操作简单，控制方便，降低了生产成本，产品质量稳定，制得的高耐温无卤阻燃PPA复合材料具有良好的机械性能、阻燃性和尺寸稳定性，抗氧化性和耐高温性能好，可用于大规模生产。
[0006]本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种高耐温无卤阻燃PPA复合材料，包括如下重量份的原料：PPA树脂20
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40份、玻璃纤维1
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5份、无卤阻燃剂10
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18份、偶联剂1
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5份、抗氧剂1
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3份、热稳定剂0.5
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1.5份、纳米二氧化硅1
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3份、成核剂1
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5份和增韧改性剂1
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5份。更优选的，所述玻璃纤维为短切E玻璃纤维，单丝直径7
‑
10微米。
[0007]本专利技术中的高耐温无卤阻燃PPA复合材料具有优异耐热性能的同时具有良好的阻燃性能，阻燃级别达到UL94 0.8mm V0，能通过250℃回流焊不起泡，同时可快速成型、高性
价比等特点，极大的拓展了PPA树脂的应用领域；其中通过玻璃纤维增强的PPA树脂与无卤阻燃剂复配能起到良好的协同阻燃作用，与相同的无卤阻燃剂添加量相比，本专利技术PPA复合材料与无卤阻燃剂复配后能有效提高PPA树脂的阻燃等级；与单用无卤阻燃剂相比，在达到相同阻燃等级的情况下，本专利技术PPA复合材料与无卤阻燃剂、玻璃纤维和增韧改性剂的复配能极大提高PPA复合材料的力学性能。其中，采用的玻璃纤维可显著提高PPA树脂的弯曲模量、强度、刚性等机械性能，并提高PPA复合材料的耐候性、耐热氧化性、耐光氧化性和尺寸稳定性，克服了现有技术中阻燃剂析出、阻燃性差、力学性能下降的问题，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复合材料的强度、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；同时利用纳米二氧化硅透光、粒度小，可以使与无卤阻燃剂和增韧改性剂复合后的PPA复合材料变得更加致密，同时能提高其透明度、强度、韧性、防水性能和抗老化性能，利用纳米二氧化硅对PPA复合材料进行改性填充，使其主要技术指标(吸水率、绝缘电阻、压缩残余变形、挠曲强度等)均达到或超过工程塑料的性能指标，本专利技术中通过协同玻璃纤维、纳米二氧化硅和成核剂的优异性能来补强填充复合后的PPA复合材料，进一步提升了高耐温无卤阻燃PPA复合材料的各项性能。
[0008]优选的，所述增韧改性剂包括如下重量份的原料：超支化环氧树脂6
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10份、三元乙丙石蜡油5
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10份、纳米碳酸钙8
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16份和硬脂酸钙1
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5份。
[0009]优选的，所述增韧改性剂通过如下步骤制得：
[0010]S1、按照重量份，将硬脂酸钙加入纳米碳酸钙中，加热至60
‑
100℃持续搅拌1
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3h，得到混合物A，备用；
[0011]S2、按照重量份，将三元乙丙石蜡油加入步骤S1中得到的混合物A中，加热至80
‑
110℃搅拌20
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40min，再将超支化环氧树脂加入降温至55
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75℃，持续搅拌40
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80min，得到增韧改性剂。
[0012]本专利技术中的增韧改性剂通过采用上述原料以及制备方法制得，由三元乙丙石蜡油和硬脂酸钙改性纳米碳酸钙通过一定方式混合处理来制备具备核
‑
壳结构增韧改性剂与现有的单一的增韧改性剂相比具有更高效的增韧效果，既可以有效的提升超支化环氧树脂的拉伸强度，又可以提升其热力学性能，提升加工温度，使得其加工效率得到提升。其中，采用硬脂酸钙对纳米碳酸钙进行改性，能够有效改善纳米碳酸钙与三元乙丙石蜡油之间的界面相容性，通过在纳米碳酸钙表面包覆三元乙丙石蜡油，三元乙丙石蜡油能够改变纳米碳酸钙的表面性质，使其能够在PPA树脂中均匀分散，提升增韧效果，其中所采用的超支化环氧树脂具有良好的耐热性，保证体系的加工性能，且可以提高与PPA树脂的相容性，从而增加韧性。该增韧改性剂具有增韧能力强、降低生产成本等优点，可实现聚氯乙烯的高效增韧。本专利技术通过严格控制增韧剂的种类、复配及重量配比，可以提高各组分间分子链间的作用力和加工流动性，并通过复配具有协同效应，提高了增韧改性剂的性能。
[0013]优选的，所述无卤阻燃剂为三聚氰胺聚磷酸盐、二乙基次膦酸铝、红磷杂化的纳米石墨烯片、氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌和氮膨胀性无卤阻燃剂中的至少一种。更为优选的，所述无卤阻燃剂是由二乙基次膦酸铝、氢氧化镁和硼酸锌按照重量比为0.6
‑
1.0:0.4
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0.8:0.1
‑
0.5组成的混合物。
[0014]本专利技术中所采用的无卤阻燃剂具有很好的加工流动性和分散本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高耐温无卤阻燃PPA复合材料，其特征在于：包括如下重量份的原料：PPA树脂20
‑
40份、玻璃纤维1
‑
5份、无卤阻燃剂10
‑
18份、偶联剂1
‑
5份、抗氧剂1
‑
3份、热稳定剂0.5
‑
1.5份、纳米二氧化硅1
‑
3份、成核剂1
‑
5份和增韧改性剂1
‑
5份。2.根据权利要求1所述的一种高耐温无卤阻燃PPA复合材料，其特征在于：所述增韧改性剂包括如下重量份的原料：超支化环氧树脂6
‑
10份、三元乙丙石蜡油5
‑
10份、纳米碳酸钙8
‑
16份和硬脂酸钙1
‑
5份。3.根据权利要求2所述的一种高耐温无卤阻燃PPA复合材料，其特征在于：所述增韧改性剂通过如下步骤制得：S1、按照重量份，将硬脂酸钙加入纳米碳酸钙中，加热至60
‑
100℃持续搅拌1
‑
3h，得到混合物A，备用；S2、按照重量份，将三元乙丙石蜡油加入步骤S1中得到的混合物A中，加热至80
‑
110℃搅拌20
‑
40min，再将超支化环氧树脂加入降温至55
‑
75℃，持续搅拌40
‑
80min，得到增韧改性剂。4.根据权利要求1所述的一种高耐温无卤阻燃PPA复合材料，其特征在于：所述无卤阻燃剂为三聚氰胺聚磷酸盐、二乙基次膦酸铝、红磷杂化的纳米石墨烯片、氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌和氮膨胀性无卤阻燃剂中的至少一种。5.根据权利要求1所述的一种高耐温无卤阻燃PPA复合材料，其特征在于：所述偶联剂是由烯基三乙氧基硅烷、γ
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氨丙基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷和铝酸酯偶联剂按照重量比为0.6
‑
1.0:0.4
‑
0.8:0.8
‑
1.2:0.1
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0.5组成的混...

【专利技术属性】
技术研发人员：李崀，涂伟，冯圣榕，
申请(专利权)人：东莞市众一新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：