热稳定剂及包含该热稳定剂的复合材料制造技术

本发明专利技术属于高分子改性技术领域，提供了一种热稳定剂，由N,N'‑二(2,2,6,6‑四甲基‑4‑哌啶基)‑1,3‑苯二甲酰胺和锌化合物组成，其中所述锌化合物选自羧酸锌、碳酸锌、钛酸锌、钼酸锌、铁酸锌、硫酸锌、磷酸锌、氧化锌、硼酸锌、卤化锌中的任意一种或几种的混合物。与现有技术相比，本发明专利技术所提供的热稳定剂能够：赋予树脂基材良好的长期耐热性能；本身在树脂当中具有更佳的分散性；改善玻璃纤维增强注塑制件的表面的浮纤情况；长期注塑对模具无腐蚀；不影响制品的CTI值(相对漏电起痕指数)。

Heat stabilizer and composite materials containing the heat stabilizer

【技术实现步骤摘要】
热稳定剂及包含该热稳定剂的复合材料
本专利技术属于高分子改性
，涉及一种热稳定剂及包含该热稳定剂的复合材料。
技术介绍
以往以来，在高分子改性
当中，特别是针对研究复合材料耐热方面，现有技术提供了多种耐热助剂以供选择。例如，瑞士汉斯.茨魏费尔主编的《塑料添加剂手册》一书介绍了酚类热稳定剂、酚硫协效热稳定剂、亚磷酸酯热稳定剂、铜盐热稳定剂、铜碘化物协效热稳定剂、芳香胺热稳定剂、多元醇热稳定剂以及空间受阻胺热稳定剂等等，利用了具体实验论述了各耐热助剂效果以及局限。对复合材料耐热的研究，使用的手段通常为长期热稳定性测试，该测试主要针对耐热助剂效率进行的加速实验，即将聚合物复合材料在选定温度下进行连续热老化，并对其进行定期检测。树脂的热老化主要集中在分子的降解，具体体现在外观、力学性能以及化学成分的改变上。因此通过对复合材料热后外观的观察以及力学性能的测试，是判断其耐热性能的简单可靠手段。热稳定剂的种类根据具体热老化温度而进行具体选择。常用的高温热稳定剂有以下几种：铜碘化物协效热稳定剂、多元醇热稳定剂以及铁粉热稳定剂。铜碘化物协效热稳定剂当应用到150℃以上的老化温度时，对提高材料长期耐热性能作用很小，热老化性能降低明显，因此常被选用在老化温度不超过150℃的情况下。150℃，特别是170℃、190℃、甚至210℃，行业内多选用多元醇热稳定剂以及铁粉热稳定剂，但两者的缺点较为明显且无法克服。多元醇热稳定剂在高温高湿环境下会出现明显的白色析出，导致制品表面形成白霜，不仅极大影响外观，同时由于热稳定剂的析出而导致制品耐热性能下降严重。铁粉热稳定剂在一些特定的树脂体系中，如尼龙体系中分散性很差；严重影响材料的初始机械性能强度；对材料电性能，尤其是CTI值负面影响较大；长期使用容易对模具造成严重腐蚀；价格昂贵。
技术实现思路
本专利技术所要解决的主要技术问题为如何有效提高复合材料的长期高温耐热性能，尤其在如170℃、190℃、210℃的超高温环境下的长期耐热性能。本专利技术所要解决其他次要问题有：1、常规热稳定剂本身分散性差；2、受热后复合材料外观颜色的不利改变；3、玻璃纤维增强注塑制件的表面的浮纤问题；4、长期注塑对模具造成腐蚀；5、影响制品的CTI值(相对漏电起痕指数)。用于解决技术问题的手段技术方案1，一种热稳定剂，由N,N'-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺和锌化合物组成，其中所述锌化合物选自羧酸锌、碳酸锌、钛酸锌、钼酸锌、铁酸锌、硫酸锌、磷酸锌、氧化锌、硼酸锌、卤化锌中的任意一种或几种的混合物。由技术方案1而得的改进的技术方案2，当所述锌化合物选自碳酸锌、钛酸锌、铁酸锌、硫酸锌、磷酸锌、氧化锌、硼酸锌中的任意一种或几种的混合物时，其中所述锌化合物组分中包括尺寸为纳米级的纳米锌化合物，所述纳米锌化合物的粒径为10～100nm，所述纳米锌化合物占所述锌化合物组分整体重量的1％～100％。由技术方案2而得的改进的技术方案3，所述纳米锌化合物的粒径为20～70nm，所述纳米锌化合物占所述锌化合物组分整体重量的50％～100％。由技术方案1、2或3而得的改进的技术方案4，热稳定剂包含的所述N,N'-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺与所述锌化合物的重量比为(1:15)～(15:1)。由技术方案4而得的改进的技术方案5，热稳定剂包含的所述N,N'-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺与所述锌化合物的重量比为(1:5)～(3:1)。技术方案6，一种复合材料，包括树脂基材和如技术方案1～5任一所述的热稳定剂，或还包括增强填料。由技术方案6而得的改进的技术方案7，按照重量份数计算，复合材料包括：树脂基材28.4～97份；增强填料0～70份；热稳定剂0.2～3份。由技术方案6或7而得的改进的技术方案8，所述树脂基材选自不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚丙烯树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂、聚醚醚酮树脂、聚酮树脂、聚醚砜树脂、聚苯硫醚树脂、聚酯树脂、ABS树脂中的一种或几种的混合物；所述增强填料为纤维填料和/或颗粒填料；其中所述纤维填料选自芳族聚酰胺纤维、碳纤维、纤维素纤维、硅灰石纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维中的任意一种或几种的混合物；其中所述颗粒填料选自氧化锌、氢氧化铝、锑酸钠、磷灰石、硅镁土、偏硼酸钡、硫酸钡、钛酸钡、膨润土、氧化铋、氮化硼、碳酸钙、氢氧化钙、硫酸钙、炭黑、陶瓷微球、粒状玻璃、粘土、方英石、硅藻土、白云石、铁氧体、长石、玻璃珠、石墨、水合硅酸钙、氧化铁、高岭土、立德粉、氧化镁、氢氧化镁、云母、二硫化钼、珍珠岩、浮石、冻石、海泡石、二氧化硅、页岩粉、滑石、二氧化钛、蛭石、木粉、硅灰石、沸石、硼酸锌、氧化锌、锡酸锌、硫化锌、石膏中的任意一种或几种的混合物。由技术方案8而得的改进的技术方案9，所述树脂基材选用聚酰胺；所述聚酰胺由内酰胺开环聚合而成、由二元酸和二元胺逐步缩聚而成、或由氨基酸逐步缩聚而成、或由二元酸、二元胺、内酰胺、氨基酸中的组分共聚而成，选自PA6、PA11、PA12、PA46、PA66、PA610、PA612、PA1010、PA1012、PA1212、PA4T、PA6T、PA9T、PA10T、PA6I、MXD6、PA66/6、PA6/66、PA6T/6I、PA6T/66、PPA中的一种或几种。由技术方案9而得的改进的技术方案10，按照重量份数计算，复合材料包括：PA66和/或PA628.4～97份；玻璃纤维0～70份；N,N'-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺0.1～1.5份；氧化锌和/或硼酸锌0.1～1.5份。由技术方案10而得的改进的技术方案11，按照重量份数计算，复合材料包括：PA66和/或PA638～74.3份；玻璃纤维25～60份；N,N'-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺0.35～1.5份；氧化锌和/或硼酸锌0.5～1.5份。由技术方案11而得的改进的技术方案12，按照重量份数计算，复合材料包括：PA66和/或PA648～74.3份；玻璃纤维25～50份；N,N'-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺0.5～1.5份；氧化锌和/或硼酸锌0.5～1份。由技术方案6～12而得的改进的技术方案13，复合材料还包括加工助剂，所述加工助剂选自增韧剂、冲击改性剂、抗静电剂、紫外吸收剂、着色剂、抗氧剂、脱模剂、光稳定剂、润滑剂、成核剂、酯交换抑制剂、界面改性剂、除酸剂或扩链剂中的一种或几种的混合物。一种包含所述热稳定剂的复合材料的制备方法，包括以下步骤：将各组分共混后，经螺杆挤出机挤出造粒，其中各组分在主喂料或侧喂料处下料。技术方案14，一种根据技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热稳定剂，其特征在于，由N,N'-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺和锌化合物组成，其中所述锌化合物选自羧酸锌、碳酸锌、钛酸锌、钼酸锌、铁酸锌、硫酸锌、磷酸锌、氧化锌、硼酸锌、卤化锌中的任意一种或几种的混合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种热稳定剂，其特征在于，由N,N'-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺和锌化合物组成，其中所述锌化合物选自羧酸锌、碳酸锌、钛酸锌、钼酸锌、铁酸锌、硫酸锌、磷酸锌、氧化锌、硼酸锌、卤化锌中的任意一种或几种的混合物。


2.根据权利要求1所述的热稳定剂，其特征在于，当所述锌化合物选自碳酸锌、钛酸锌、铁酸锌、硫酸锌、磷酸锌、氧化锌、硼酸锌中的任意一种或几种的混合物时，其中所述锌化合物组分中包括尺寸为纳米级的纳米锌化合物，所述纳米锌化合物的粒径为10～100nm，所述纳米锌化合物占所述锌化合物组分整体重量的1％～100％。


3.根据权利要求2所述的热稳定剂，其特征在于，所述纳米锌化合物的粒径为20～70nm，所述纳米锌化合物占所述锌化合物组分整体重量的50％～100％。


4.根据权利要求1～3任一所述的热稳定剂，其特征在于，包含的所述N,N'-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺与所述锌化合物的重量比为(1:15)～(15:1)。


5.根据权利要求4所述的热稳定剂，其特征在于，包含的所述N,N'-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二甲酰胺与所述锌化合物的重量比为(1:5)～(3:1)。


6.一种复合材料，其特征在于，包括树脂基材和如权利要求1～5任一所述的热稳定剂，或还包括增强填料。


7.根据权利要求6所述的复合材料，按照重量份数计算，包括：
树脂基材28.4～97份；
增强填料0～70份；
热稳定剂0.2～3份。


8.根据权利要求6或7所述的复合材料，其特征在于，所述树脂基材选自不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚丙烯树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂、聚醚醚酮树脂、聚酮树脂、聚醚砜树脂、聚苯硫醚树脂、聚酯树脂、ABS树脂中的一种或几种的混合物；所述增强填料为纤维填料和/或颗粒填料；其中所述纤维填...

【专利技术属性】
技术研发人员：于同，周昌伟，叶巍，陈剑锐，
申请(专利权)人：杭州本松新材料技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33