一种可用于高功率LED的聚酰胺组合物制造技术

本发明专利技术公开了一种可用于高功率LED的聚酰胺组合物，其按重量份计含有如下组分：100重量份（A）半芳香聚酰胺，它具有含80~100摩尔%十二烷二胺单元的二胺单元，和含80~100摩尔%对苯二甲酸单元；和10~100重量份（B）白色颜料，其选自TiO2、ZnS、ZnO、CeO2 和BaSO4中的至少一种；和0~2重量份（C）硅烷偶联剂。本发明专利技术通过有效降低该组合物中半芳香聚酰胺分子链中酰胺基团的密度，使该组合物本身具有良好的耐老化性能，且吸水率低，尺寸稳定性好。本发明专利技术中半芳香聚酰胺的制备方法较传统的更简易高效，其所制备得的半芳香聚酰胺不用再进行增粘也能达到很高的粘度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术化工原料领域，特别涉及一种可用于高功率LED的聚酰胺组合物。
技术介绍
由于近年来人们对节能、环保、安全要求越来越高，对于消耗功率低，使用寿命长，操作电压低的新光源需求越来越高。LED由于其具有低功率、低的操作电压、并且对机械冲击有抵抗力。因此，它在许多用途中正替代白炽和其他光源并且已经在此类不同的领域，如交通信号、内部和外部照明、移动电话显示屏、汽车显示屏以及闪光灯中找到了应用。对于LED部件，通常要求其具有高的光反射率、高的白度、高的尺寸稳定性、高的机械强度、高的热挠曲温度、以及高的耐热性（在暴露于高温时的低褪色及低的反射率损失）。陶瓷材料可以很好的达到以上性能要求，但由于其加工复杂导致成本较高，没办法大规模推广应用。热塑性树脂可以被注塑模制，一次成型成为各种形状复杂的结构，后加工成本低，设计灵活性大。因此，其目前已经成为LED反射器所用的主流材料，主要采用两种热塑性树脂，一种是聚酯基改性材料，一种是聚酰胺基改性材料。聚酯经常用于制造用于包括片材、薄膜、瓶子、纤维、型材、纺织品以及类似物的宽范围应用中的成型物品。最常使用的聚酯是基于对苯二甲酸或2,6-萘二羧酸，以及包括，例如，聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚对苯二甲酸1，4-丁二酯（PBT）、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯（PCT）、聚萘二甲酸环己烷二甲醇酯（PCN）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）以及它们的共聚多酯。这些聚酯因为它们的芳香组物质含量高，具有高玻璃化转变温度（Tg），这给予由其制成的成型物品拥有高耐热性、高刚度和高韧性。PCT树脂及其共聚多酯由于具有高的抗黄变、高SMT加工温度以及优良的机械性能，在LED应用领域研究最多，但其仍然有较多不足需要克服。如专利WO2007/033129、US2012/0262927、WO2012/141967都是PCT组合物应用在LED反射器的解决方案，但是都存在初始反射率虽然能够达到很高，但是经过热处理后没办法得到令人满意的反射率保持率。而且由于聚酯材料的结晶速率低，导致其成型周期较长，材料物理性能较差、易碎，红墨水测试不良品高。聚酰胺，英文名称为polyamide，简称PA，俗称尼龙（Nylon），它是大分子主链的重复单元中含有酰胺基团的高聚物的总称，为五大工程塑料中产量最大、品种最多、用途最广的品种。为满足LED反射器需求，近年来，市场上出现一些以PA6T、PA10T以及PA9T为基材树脂改性的特定牌号产品。但由于聚酰胺产品易吸水、尺寸稳定差，在高功率光照射下易黄变，导致其使用寿命短。PA6T、PA10T虽然拥有非常好的机械性能，但是其耐黄变性能较差。PA9T耐黄变性能较好，但材料韧性不足，脆，因此目前聚酰胺产品主要用于中低功率LED设备。由于各种尼龙的化学结构不同，其性能也有差异，但它们具有共同的特性：尼龙的分子之间可以形成氢键，使结构易发生结晶化。而且，分子之间互相作用力较大，赋予尼龙以高熔点和力学性。在尼龙的化学结构中还存在亚甲基和芳基，使尼龙具有一定柔顺或刚性。尼龙中的亚甲基的比例越大，分子中氢键数越少，分子间力越小，柔性增加，吸水性越小。尼龙中芳基的比例越大，熔点越高、刚性越强、吸水率越低。由于酰胺基是亲水基团，酰胺基密度越大，吸水性越大，尺寸稳定性越差。聚对苯二甲酰十二碳二胺（PA12T）由于其相较于PA6T、PA9T、PA10T分子链中拥有更多的亚甲基、更低的酰胺基密度，因此其拥有更佳的韧性、极低的吸水率和尺寸稳定性、以及耐黄变性能。因此PA12T非常适合用于制作LED制品。因此，在本领域中存在对于一种聚酰胺组合物的需要，该聚酰胺组合物特征为在热和光暴露后具有良好的白度指数的保留、良好的机械性能及韧性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种可用于高功率LED的聚酰胺组合物。本专利技术的另一个目的在于，提供一种半芳香聚酰胺的制备方法。本专利技术所采取的技术方案是：一种可用于高功率LED的聚酰胺组合物，其按重量份计含有如下组分：100重量份（A）半芳香聚酰胺，它具有含80~100摩尔%十二烷二胺单元的二胺单元，和含80~100摩尔%对苯二甲酸单元；和10~100重量份（B）白色颜料，其选自TiO2、ZnS、ZnO、CeO2和BaSO4中的至少一种；和0~2重量份（C）硅烷偶联剂。作为上述方案的进一步改进，白色颜料（B）按重量份计由ZnS：ZnO：CeO2：BaSO4=1:1:2:1组成。作为上述方案的进一步改进，该组合物还含有0.01~0.2重量份的荧光增白剂（D）。作为上述方案的进一步改进，该组合物还含有0.1~1重量份的成核剂（E）。作为上述方案的进一步改进，该组合物还含有0.1~2重量份的热稳定剂（F）。作为上述方案的进一步改进，该组合物还含有10~100重量份的增强剂（G），其选自玻璃纤维、钛酸钾晶须、硅灰石纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维中的至少一种。作为上述方案的进一步改进，半芳香聚酰胺（A）中含有不大于20摩尔%的二元胺，其选自对苯二胺、间苯二胺、辛二胺、壬二胺、十一碳二元胺、十三碳二元胺中的至少一种。作为上述方案的进一步改进，半芳香聚酰胺（A）中含有不大于20摩尔%的二元酸，其选自1,4-环己二酸、间苯二甲酸、2,6-萘二甲酸中的至少一种。一种如上所述的半芳香聚酰胺（A）的制备方法，其包括如下工艺步骤：1）、将摩尔比为1:1~1.1：1的二元胺、二元酸与适量的水加入到带有机械搅拌的高压反应釜中；2）、在80~120℃下反应1~5h后，以匀速升温速率达到220~260℃，在保持压力恒定的状态2~10h；3）、将高压反应釜中的压力在1h内降到0.5MPa；4）、将高纯惰性气体加热到280-330℃后均匀的通入反应釜内1~10h，放料得到所需的半芳香聚酰胺（A）。作为上述方案的进一步改进，步骤1）中所述二元胺为含有80~100摩尔%十二烷二胺的二元胺；所述二元酸为含有80~100摩尔%对苯二甲酸单元。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过调整具体二元酸和二元胺的选用和白色颜料的选用，有效降低该组合物中半芳香聚酰胺分子链中酰胺基团的密度，使该组合物本身具有良好的耐老化性能，且吸水率低，尺寸稳定性好。本专利技术相较于PCT树脂改性产品，拥有与其相近的表面反射率、长期耐老化性能和尺寸稳定性，但力学性能更佳，红墨水测试更好；相较于PA6T、PA10T和PA9T等半芳香聚酰胺改性产品，其尺寸稳定性和长期耐老化性能较优，韧性更好。本专利技术中半芳香聚酰胺的制备方法较传统的更简易高效，其所制备得的半芳香聚酰胺无需进行增粘也能达到很高的粘度。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行具体描述，以便于所属
的人员对本专利技术的理解。有必要在此特别指出的是，实施例只是用于对本专利技术做进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，所属领域技术熟练人员，根据上述
技术实现思路
对本专利技术作出的非本质性的改进和调整，应仍属于本专利技术的保护范围。同时下述所提及的原料未详细说明的，均为市售产品；未详细提及的工艺步骤或制备方法为均为本领域技术人员所知晓的工艺步骤或制备方法。半芳香聚酰胺（A）的二羧酸单元含有80~100摩尔%对苯二甲酸单元，二羧酸单元可以含有不高于20摩尔%除对苯二甲酸单元以外的其他二羧酸单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可用于高功率LED的聚酰胺组合物，其特征在于，按重量份计含有如下组分：100重量份（A）半芳香聚酰胺，它具有含80~100摩尔%十二烷二胺单元的二胺单元，和含80~100摩尔%对苯二甲酸单元；和10~100重量份（B）白色颜料，其选自TiO2、ZnS、ZnO、CeO2 和BaSO4中的至少一种；和0~2重量份（C）硅烷偶联剂。

【技术特征摘要】
1.一种可用于高功率LED的聚酰胺组合物，其特征在于，按重量份计含有如下组分：100重量份（A）半芳香聚酰胺，它具有含80~100摩尔%十二烷二胺单元的二胺单元，和含80~100摩尔%对苯二甲酸单元；和10~100重量份（B）白色颜料，其选自TiO2、ZnS、ZnO、CeO2和BaSO4中的至少一种；和0~2重量份（C）硅烷偶联剂。2.根据权利要求2所述的一种可用于高功率LED的聚酰胺组合物，其特征在于：白色颜料（B）按重量份计由ZnS：ZnO：CeO2：BaSO4=1:1:2:1组成。3.根据权利要求1所述的一种可用于高功率LED的聚酰胺组合物，其特征在于：该组合物还含有0.01~0.2重量份的荧光增白剂（D）。4.根据权利要求1所述的一种可用于高功率LED的聚酰胺组合物，其特征在于：该组合物还含有0.1~1重量份的成核剂（E）。5.根据权利要求1所述的一种可用于高功率LED的聚酰胺组合物，其特征在于：该组合物还含有0.1~2重量份的热稳定剂（F）。6.根据权利要求1所述的一种可用于高功率LED的聚酰胺组合物，其特征在于：该组合物还含有10~100重量份的增强剂（G），其选自玻璃纤维、钛酸钾晶须、硅灰石纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：金良文，
申请(专利权)人：江门市德众泰工程塑胶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44