本發(fā)明涉及高分子材料，尤其是涉及一種led燈珠用耐高溫型聚鄰苯二甲酰胺復合材料及其制備方法。

背景技術：

1、聚鄰苯二甲酰胺(ppa)是一種半芳香族聚酰胺，它是以間苯二甲酸或者對苯二甲酸作為主要合成原料,是一種半結晶性熱塑性功能型材料。ppa是目前半芳香族聚酰胺中最具有商業(yè)價值的一種。耐高溫ppa的成功生產補充了原本因工程塑料與特種聚合物在其性價比與功能方面引起的差異。相對于一些全芳香族聚酰胺來說，對ppa進行工藝處理相對簡單，更容易進行吹塑、注射成型和擠出成形。并且ppa的力學性能、導熱性、耐熱性以及耐化學腐蝕性比脂肪族聚酰胺更為優(yōu)越,在熱、電、物理及耐化學性方面都有良好的表現。這使得ppa復合材料在電子電氣、機械工程等領域都擁有廣泛的應用前景。

2、現有技術中ppa在用碳纖維、玻纖及其他填料進行改性后，能夠實現非常優(yōu)良的機械性能，而且能夠在很長的時間和溫度區(qū)域內去延續(xù)這些特殊性能。因此，ppa已經成為一類完全可以代替金屬材料的良好工程塑料，在汽車、電器、電子等各行業(yè)中擁有十分普遍的應用場景。

3、但國內關于傳統ppa的加工改性研究還不完善和成熟，ppa的導熱性能、耐熱性能還有待提高或改善。所以，對耐高溫ppa的導熱、耐熱性能進行改性研究迫在眉睫。

技術實現思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種led燈珠用耐高溫型聚鄰苯二甲酰胺復合材料及其制備方法，通過將β-氮化硅與聚鄰苯二甲酰胺進行共混，利用結構與熱導率存在差異的ppa和β-氮化硅材料之間產生的協同效應：使加入的β-氮化硅在ppa內部構成一個立方體結構，從而綜合增強材料的剛度，使材料可以同時吸收很多外力；并且β-氮化硅在ppa內部構成的立方體結構能夠有效地抵抗高溫情況下材料內部分子在豎直方向的些微移動，很大程度上延緩了材料內部分子的運動，有效提高了材料的耐高溫性能；而且β-氮化硅的熱導率較高，可以顯著提升材料的導熱系數。

2、為了實現上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案：

3、本發(fā)明提供一種led燈珠用耐高溫型聚鄰苯二甲酰胺復合材料，按質量百分比，包括如下組分：

4、聚鄰苯二甲酰胺45-65％，氮化硅35-55％，相容劑0.1-2％，抗氧劑0.2-0.6％，潤滑劑0.2-0.4％和成核劑0.3-0.5％。

5、進一步的，在本發(fā)明上述技術方案的基礎上，所述氮化硅為β-氮化硅；

6、和/或，所述β-氮化硅為粉末狀，粒徑≤50μm。

7、和/或，所述β-氮化硅粉是通過自蔓延高溫合成的。

8、進一步的，在本發(fā)明上述技術方案的基礎上，所述相容劑為含有馬來酸酐接枝物的聚合物；

9、和/或，所述含有馬來酸酐接枝物的聚合物包括馬來酸酐接枝聚烯烴、馬來酸酐接枝聚酯、馬來酸酐接枝聚醚、馬來酸酐接枝聚酰胺中的一種或多種。

10、進一步的，在本發(fā)明上述技術方案的基礎上，所述抗氧劑為含有酚基的化合物；

11、和/或，所述含有酚基的化合物包括丁基羥基茴香醚、二叔丁基對甲苯酚、叔丁基羥基苯甲醚、沒食子酸丙酯中的一種或多種。

12、進一步的，在本發(fā)明上述技術方案的基礎上，所述潤滑劑為石蠟、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、聚硅氧烷、硅酮粉中的一種或多種。

13、進一步的，在本發(fā)明上述技術方案的基礎上，所述成核劑為長碳鏈線性飽和羧酸鈉鹽或長碳鏈線性飽和羧酸鈣鹽。

14、進一步的，在本發(fā)明上述技術方案的基礎上，所述長碳鏈線性飽和羧酸鈉鹽包括月桂酸鈉、硬脂酸鈉、油酸鈉、肉豆蔻酸鈉中的一種或多種；

15、和/或，所述長碳鏈線性飽和羧酸鈣鹽包括tmn-102、硬脂酸鈣、褐煤酸鈣中的一種或多種。

16、本發(fā)明還提供一種上述led燈珠用耐高溫型聚鄰苯二甲酰胺復合材料的制備方法，包括如下步驟：

17、s1：將原料進行干燥；

18、s2：將干燥好的原料置于攪拌器中混合均勻；

19、s3：將混合均勻的物料在雙螺桿擠出機中進行熔融共混，擠出造粒。

20、進一步的，在本發(fā)明上述技術方案的基礎上，步驟s1中，干燥條件為在100-120℃下干燥4-6h；

21、和/或，步驟s2中，攪拌時間為10-20min。

22、進一步的，在本發(fā)明上述技術方案的基礎上，所述雙螺桿擠出機的設定條件為:一區(qū)溫度250-270℃，二區(qū)溫度260-280℃，三區(qū)溫度270-290℃，四區(qū)溫度280-300℃，五區(qū)溫度290-310℃，機頭溫度為300-320℃；螺桿轉速控制在220-350r/min，混合料在螺桿中輸送時間為3-5min，壓力為12-20pa。

23、本發(fā)明提供的一種led燈珠用耐高溫型聚鄰苯二甲酰胺復合材料及其制備方法，有益效果如下：

24、1、本發(fā)明將β-氮化硅與聚鄰苯二甲酰胺進行共混，較高含量的β-氮化硅在材料基體內隨機分散，有利于與基體材料的結構發(fā)生搭接，此時結構與熱導率存在差異的ppa和β-氮化硅材料之間產生了一定的協同效應。加入的β-氮化硅會在ppa內部構成一個立方體結構，從而綜合增強材料的剛度，使材料可以同時吸收很多外力。

25、2、本發(fā)明將β-氮化硅與聚鄰苯二甲酰胺進行共混，β-氮化硅在ppa內部構成的立方體結構能夠有效地抵抗高溫情況下材料內部分子在豎直方向的些微移動，很大程度上延緩了材料內部分子的運動，有效提高了材料的耐高溫性能；

26、3、本發(fā)明采用含有酚基的化合物作為抗氧劑，酚基化合物中的羥基可以與ppa中的胺基反應，形成穩(wěn)定的酚胺，提高復合材料抗氧化性能的同時，可以有效提高復合材料的阻燃性；并且和β-氮化硅起到了協同作用，利用β-氮化硅具有高熱導率的特點，提升材料的導熱系數，從而進一步提高了復合材料的阻燃性。避免了阻燃劑和聚鄰苯二甲酰胺不相容，影響復合材料的性能。

27、4、本發(fā)明采用了含有馬來酸酐接枝物的聚合物作為相容劑，可以有效提高材料的粘附性和相容性，與極性聚合物(如尼龍、聚酯、環(huán)氧樹脂等)結合性好。

28、5、本發(fā)明提供的一種led燈珠用耐高溫型聚鄰苯二甲酰胺復合材料的拉伸強度為160-200mpa，彎曲強度為282-320mpa，導熱系數為2.9-3.7w/(m·k)，熱變形溫度為260-280℃。

技術特征：

1.一種led燈珠用耐高溫型聚鄰苯二甲酰胺復合材料，其特征在于，按質量百分比，包括如下組分：

2.根據權利要求1所述的led燈珠用耐高溫型聚鄰苯二甲酰胺復合材料，其特征在于，所述氮化硅為β-氮化硅；

3.根據權利要求1所述的led燈珠用耐高溫型聚鄰苯二甲酰胺復合材料，其特征在于，所述相容劑為含有馬來酸酐接枝物的聚合物；

4.根據權利要求1所述的led燈珠用耐高溫型聚鄰苯二甲酰胺復合材料，其特征在于，所述抗氧劑為含有酚基的化合物；

5.根據權利要求1所述的led燈珠用耐高溫型聚鄰苯二甲酰胺復合材料，其特征在于，所述潤滑劑為石蠟、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、聚硅氧烷、硅酮粉中的一種或多種。

6.根據權利要求1所述的led燈珠用耐高溫型聚鄰苯二甲酰胺復合材料，其特征在于，所述成核劑為長碳鏈線性飽和羧酸鈉鹽或長碳鏈線性飽和羧酸鈣鹽。

7.根據權利要求6所述的led燈珠用耐高溫型聚鄰苯二甲酰胺復合材料，其特征在于，所述長碳鏈線性飽和羧酸鈉鹽包括月桂酸鈉、硬脂酸鈉、油酸鈉、肉豆蔻酸鈉中的一種或多種；

8.一種如權利要求1-7任一項所述的led燈珠用耐高溫型聚鄰苯二甲酰胺復合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

9.根據權利要求8所述的led燈珠用耐高溫型聚鄰苯二甲酰胺復合材料的制備方法，其特征在于，步驟s1中，干燥條件為在100-120℃下干燥4-6h；

10.根據權利要求8所述的led燈珠用耐高溫型聚鄰苯二甲酰胺復合材料的制備方法，其特征在于，所述雙螺桿擠出機的設定條件為:一區(qū)溫度250-270℃，二區(qū)溫度260-280℃，三區(qū)溫度270-290℃，四區(qū)溫度280-300℃，五區(qū)溫度290-310℃，機頭溫度為300-320℃；螺桿轉速控制在220-350r/min，混合料在螺桿中輸送時間為3-5min，壓力為12-20pa。

技術總結
本發(fā)明提供了一種LED燈珠用耐高溫型聚鄰苯二甲酰胺復合材料及其制備方法，涉及高分子材料技術領域，按質量百分比，包括如下組分：聚鄰苯二甲酰胺45?65％，氮化硅35?55％，相容劑0.1?2％，抗氧劑0.2?0.6％，潤滑劑0.2?0.4％和成核劑0.3?0.5％。本發(fā)明通過將β?氮化硅與聚鄰苯二甲酰胺進行共混，利用結構與熱導率存在差異的PPA和β?氮化硅材料之間產生的協同效應：使加入的β?氮化硅在PPA內部構成一個立方體結構，從而綜合增強材料的剛度，使材料可以同時吸收很多外力，并有效提高了材料的耐高溫性能和導熱系數。

技術研發(fā)人員：廖海榮,張金誠,廖柏海
受保護的技術使用者：廣東聚旺科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/9/9