專利名稱：一種高耐熱高cti阻燃聚酰胺復合材料及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，具體是一種高耐熱高CTI阻燃聚酰胺復合材料及其
生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
隨著電子電氣工業(yè)的迅速發(fā)展和電氣公共安全的日益重視，基礎(chǔ)建設(shè)的大力投入，對高電絕緣阻燃增強工程塑料的需求日益增長，如低壓真空接觸器、斷路器、低壓開關(guān)、 薄壁電子電氣元件等都需要用具有很好綜合力學性能、阻燃性能及電絕緣性能的工程塑料制造。其中聚酰胺(PA)的用量最大。尼龍在電氣及電子工業(yè)具有極大的潛力，低壓開關(guān)對尼龍的需求已經(jīng)有很大的增長。在電器小型部件中，密集型插針要求抗漏電性能 (comparative tracking index) (CTI)很高的塑料材料。同時，由于電氣設(shè)備微型化的趨勢或工作電流的增加，其內(nèi)部元件溫度會上升得相當高。這就要求使用的材料同時具有較高的長期使用溫度、較高的硬度和高溫時較低的蠕變等性能。但由于阻燃PA添加了大量的阻燃劑，材料的力學性能和電絕緣性能都受到很大的影響，如相比漏電起痕指數(shù)CTI值從 600 V降到225V甚至更低，直接影響了其在電子電氣領(lǐng)域的應(yīng)用。傳統(tǒng)的聚酰胺材料，如PA6、PA66等通用工程塑料存在很多不足，如耐高溫性能、 容易吸濕等，制約了電子電氣工業(yè)的進一步發(fā)展，PA9T是可樂麗GENESTAR事業(yè)部(Kuraray Co. , Ltd Genestar Division),運用獨自之單體合成的高耐熱尼龍樹脂,具有芳香環(huán)(苯環(huán))和高級脂肪族(長烴鏈)特殊化學構(gòu)造，具有優(yōu)異的耐熱性，280°C過錫測試也不會產(chǎn)生氣泡，其低吸水率(1%，其它常見高溫尼龍為2. 6%以上)，高耐磨性，高尺寸穩(wěn)定性，容易成型，適用于需過SMT之電子連接器(特別適合無鉛錫焊)，廣泛應(yīng)用于汽車機罩、計算機、數(shù)碼相機、手機等。在PA9T的基礎(chǔ)，利用PA66/PA9T共聚物或者PA9T進行阻燃改性，提高材料的CTI值具有廣泛的應(yīng)用價值。固體絕緣材料表面在電場和電解液的聯(lián)合作用下，材料表面能經(jīng)受住50滴電解液而沒形成漏電起痕的最高電壓值，單位V，也稱CTI值。對于長期暴露在外的絕緣材料該值有其重要意義。十一五“國家科技支撐計劃重點項目”工程塑料及特種高分子材料攻關(guān)項目考核指標中提到了高CTI (相對起痕指數(shù))阻燃增強專用料(CTI值500 600V，960°C灼熱絲阻燃性彡12秒，Charpy缺口沖擊強度彡6. 5 kj/m2，拉伸強度彡80 MPa)。項目要實現(xiàn)技術(shù)突破，以滿足國民經(jīng)濟和社會發(fā)展對工程和特種高分子材料產(chǎn)業(yè)主要產(chǎn)品的迫切需求。2002年5月實施的《電氣電子產(chǎn)品類強制性認證實施規(guī)則(低壓電器，整機保護設(shè)備)》中適用的產(chǎn)品范圍為微型熔斷器、筒式熔斷體及其底座、低壓熔斷器、剩余電流動作保護裝置、家用及類似裝置用過電流保護斷路器(MCB)、家用及類似用途不帶過電流保護的剩余電流斷路器(RCCB)、家用及類似用途帶過電流保護的剩余電流斷路器(RCB0)、 移動式剩余電流動作保護器及剩余電流動作保護繼電器等高CTI值材料制備的電氣電子
女口
廣PR ο
目前國內(nèi)的以改善CTI值為目的阻燃聚酰胺主要有晨光化工研究院等單位在生產(chǎn)，但其CTI值不高，耐熱性也相對欠缺，綜合性能水平與國外產(chǎn)品還有很大差距，國內(nèi)的高端用料都依賴于進口。為此我們開發(fā)了高耐熱高CTI值阻燃聚酰胺復合材料。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種高耐熱高CTI阻燃聚酰胺復合材料的
生產(chǎn)工藝。一種高耐熱高CTI阻燃聚酰胺復合材料，其特征在于以重量百分比計，包括如下組份
聚酰胺35-65%復合阻燃劑9-28%相容劑3-8%阻燃協(xié)效劑4-8%無機填充物5-15%潤滑劑0. 1-0. 4%抗氧劑0. 1-0. 6%玻璃纖維I0-30%o 所述的一種高耐熱高CTI阻燃聚酰胺復合材料，其特征在于所述各組份的重量百分含量為
聚酰胺45-55%復合阻燃劑18-23%相容劑3%阻燃協(xié)效劑4%無機填充物8%潤滑劑0. 4%抗氧劑0. 6%玻璃纖維10-16%。
所述的一種高耐熱高CTI阻燃聚酰胺復合材料，其特征在于所述的聚酰胺為聚己二酰己二胺(PA66)/聚對苯二甲酰壬二胺(PA9T)共聚物或聚對苯二甲酰壬二胺(PA9T)，優(yōu)選為聚對苯二甲酰壬二胺(PA9T)，熔融范圍在260°C到340°C，優(yōu)選為280°C到320°C。所述的一種高耐熱高CTI阻燃聚酰胺復合材料，其特征在于所述的復合阻燃劑為溴磷系阻燃劑，包括如溴化環(huán)氧、溴化聚苯乙烯等的溴系阻燃劑以及如紅磷等的磷系阻燃劑，其中溴系阻燃劑優(yōu)選溴化聚苯乙烯。所述的一種高耐熱高CTI阻燃聚酰胺復合材料，其特征在于所述的阻燃協(xié)效劑為如三氧化二銻等的銻的氧化物或無水硼酸鋅等，優(yōu)選為三氧化二銻。所述的一種高耐熱高CTI阻燃聚酰胺復合材料，其特征在于所述的相容劑是馬來酸酐接枝POE (聚烯烴彈性體)。
所述的一種高耐熱高CTI阻燃聚酰胺復合材料，其特征在于所述的無機填充物為如氧化鎂、氧化鈦等的金屬氧化物，優(yōu)選為氧化鎂。所述的一種高耐熱高CTI阻燃聚酰胺復合材料，其特征在于所述的玻璃纖維為硅烷偶聯(lián)劑處理過的長或短玻璃纖維。所述的一種高耐熱高CTI阻燃聚酰胺復合材料，其特征在于所述的抗氧劑為三 (2，4- 二叔丁基苯基)亞磷酸酯酯(抗氧劑168)和N，N’ -雙-(3-(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺(抗氧劑1098)的復配，所述潤滑劑為改性乙撐雙脂肪酸酰胺(TAF)。所述的一種高耐熱高CTI阻燃聚酰胺復合材料的生產(chǎn)工藝，其特征在于包括以下步驟
1)將聚酰胺與如白油等的界面改性劑在高混機混合30秒；
2)把復合阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、相容劑、無機填料、抗氧劑、潤滑劑加入高混機高速混合 60秒左右，由第一加料器加入雙螺桿擠出機，玻璃纖維由第二加料器加入擠出機，其中擠出機的溫度范圍是270°C _285°C，模頭溫度是280°C ；
3)材料擠出后經(jīng)過水冷卻、切粒，然后在高混機混合均勻后包裝；
4)料粒在鼓風干燥箱，120°C放置6小時，然后由注塑成型機制備成產(chǎn)品。實現(xiàn)阻燃聚酰胺產(chǎn)品的UL94 VO阻燃等級要求，單純溴系+銻的氧化物的阻燃體系對做垂直燃燒試驗?zāi)芗纯赏瓿?，但是同時材料的CTI值將降到225V以下，基本不能滿足要求。采用我們特制的多層復合包覆的紅磷母粒用于生產(chǎn)高CTI值阻燃聚酰胺專用料，該紅磷母粒中經(jīng)多層復合包覆的紅磷顆粒具有良好的抗剪切能力，其平均粒徑在10微米，具有更好的阻燃效果、分散性和熱穩(wěn)定性。所選用的作為載體的聚合物在雙螺桿擠出機的加工過程中，與聚合物的其他成分具有一致的分散性。本發(fā)明利用金屬氧化物與磷附產(chǎn)物之間的氧化螯合機理，配方體系中添加少量的金屬氧化物，降低了生產(chǎn)過程中磷化合物的生成以及其在電解質(zhì)溶液中的溶解度，并且改善了材料的表面張力，從而保證產(chǎn)品具有穩(wěn)定和高的CTI值。本發(fā)明的一種高耐熱高CTI阻燃聚酰胺復合材料能穩(wěn)定通過CTI值500V，并且具有較高的耐熱溫度和較好的物理性能。
具體實施例方式實施例1-6
實施例1-6中各原料重量百分數(shù)見表1，各原料的廠家見表2，各實施例的物理性能測試結(jié)果見表3，各實施例的物理性能測試設(shè)備及標準見表4。將PA66、PA9T樹脂與界面改性劑(白油等)在高混機混合30秒，然后把抗氧劑、潤滑劑、復合阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、相容劑、無機填料加入高混機高速混合60秒左右，由第一加料器加入雙螺桿擠出機；玻璃纖維由第二加料器加入擠出機。擠出機溫度分布如下280°C，285°C，280°C，275°C，270°C，270°C，275°C，270°C，模頭溫度290°C，材料擠出后經(jīng)過水冷卻、切粒，然后在吸入高混機混合均勻后包裝。料粒在鼓風干燥箱，120°C放置6小時，然后由注塑成型機制備測試樣條。表I實施例1-6原料配比(按重量百分比計)
權(quán)利要求
1.一種高耐熱高CTI阻燃聚酰胺復合材料，其特征在于以重量百分比計，包括如下組份聚酰胺35-65%復合阻燃劑9-28%相容劑3-8%阻燃協(xié)效劑4-8%無機填充物5-15%潤滑劑0. 1-0. 4%抗氧劑0. 1-0. 6%玻璃纖維I0-30%o
2.如權(quán)利要求I所述的一種高耐熱高CTI阻燃聚酰胺復合材料，其特征在于所述各組份的重量百分含量為聚酰胺45-55%復合阻燃劑18-23%相容劑3%阻燃協(xié)效劑4%無機填充物8%潤滑劑0. 4%抗氧劑0. 6%玻璃纖維10-16%。
3.如權(quán)利要求I所述的一種高耐熱高CTI阻燃聚酰胺復合材料，其特征在于所述的聚酰胺為聚己二酰己二胺/聚對苯二甲酰壬二胺共聚物或聚對苯二甲酰壬二胺，優(yōu)選為聚對苯二甲酰壬二胺，熔融范圍在260°C到340°C，優(yōu)選為280°C到320°C。
4.如權(quán)利要求I所述的一種高耐熱高CTI阻燃聚酰胺復合材料，其特征在于所述的復合阻燃劑為溴磷系阻燃劑，包括如溴化環(huán)氧、溴化聚苯乙烯等的溴系阻燃劑以及如紅磷等的磷系阻燃劑，其中溴系阻燃劑優(yōu)選溴化聚苯乙烯。
5.如權(quán)利要求I所述的一種高耐熱高CTI阻燃聚酰胺復合材料，其特征在于所述的阻燃協(xié)效劑為如三氧化二銻等的銻的氧化物或無水硼酸鋅等，優(yōu)選為三氧化二銻。
6.如權(quán)利要求I所述的一種高耐熱高CTI阻燃聚酰胺復合材料，其特征在于所述的相容劑是馬來酸酐接枝POE。
7.如權(quán)利要求I所述的一種高耐熱高CTI阻燃聚酰胺復合材料，其特征在于所述的無機填充物為如氧化鎂、氧化鈦等的金屬氧化物，優(yōu)選為氧化鎂。
8.如權(quán)利要求I所述的一種高耐熱高CTI阻燃聚酰胺復合材料，其特征在于所述的玻璃纖維為硅烷偶聯(lián)劑處理過的長或短玻璃纖維。
9.如權(quán)利要求I所述的一種高耐熱高CTI阻燃聚酰胺復合材料，其特征在于所述的抗氧劑為三(2，4- 二叔丁基苯基)亞磷酸酯酯和N，N’ -雙-(3- (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基) 丙酰基)己二胺的復配，所述潤滑劑為改性乙撐雙脂肪酸酰胺。
10.如權(quán)利要求I所述的一種高耐熱高CTI阻燃聚酰胺復合材料的生產(chǎn)工藝，其特征在于包括以下步驟1)將聚酰胺與如白油等的界面改性劑在高混機混合30秒；2)把復合阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、相容劑、無機填料、抗氧劑、潤滑劑加入高混機高速混合 60秒左右，由第一加料器加入雙螺桿擠出機，玻璃纖維由第二加料器加入擠出機，其中擠出機的溫度范圍是270°C _285°C，模頭溫度是280°C ；3)材料擠出后經(jīng)過水冷卻、切粒，然后在高混機混合均勻后包裝；4)料粒在鼓風干燥箱，120°C放置6小時，然后由注塑成型機制備成產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高耐熱高CTI阻燃聚酰胺復合材料，包括如下組份復合阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、相容劑、無機填料、抗氧劑、潤滑劑和玻璃纖維，本發(fā)明的一種高耐熱高CTI阻燃聚酰胺復合材料能穩(wěn)定通過CTI值500V，并且具有較高的耐熱溫度和較好的物理性能。
文檔編號C08K3/02GK102604380SQ201210081860
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者周立輝, 宋向前, 張旭東, 施向陽, 車仕君, 金侃 申請人:橫店集團得邦工程塑料有限公司