一种高热熔焊接强度的聚酰胺组合物及由其制备的模塑制品制造技术

本发明专利技术涉及一种高热熔焊接强度的聚酰胺组合物及其制备方法和应用，按重量份计，按聚酰胺组合物包括聚酰胺树脂30～65份，增强填料15～50份，阻燃剂12～21份，阻燃协效剂0～6份，焊接增强助剂0.3～2.0份。该聚酰胺组合物具有优良的阻燃性能和高温尺寸稳定性，成型制品采用热熔焊接与金属件连接的焊接强度高，焊接力可达90N以上，且焊接力稳定性好，大幅度降低了热熔焊接组合件的松脱风险，非常适用于微型断路器触头支持，能保障微型断路器的使用寿命不受触头支持组件中动触头松脱影响。

【技术实现步骤摘要】
一种高热熔焊接强度的聚酰胺组合物及由其制备的模塑制品
本专利技术属于改性高分子复合材料
，具体涉及一种具有优良热熔焊接强度的阻燃增强聚酰胺组合物及由其制备的模塑制品。
技术介绍
触头支持组件是微型断路器的核心组成部件，其由触头支持、动触头和软连接组成。当前触头支持的材料常选用塑料，动触头和软连接的材料常选用T2铜，将三个独立的零件组合时，动触头与软连接为电阻焊接，触头支持与动触头的组合比较多样，一般的公司利用螺钉或者铆钉固定，甚至有些公司利用胶水粘接，技术较成熟的公司利用高温热熔焊接手段。因触头支持组件安装至微型断路器产品后，会随着产品机构的动作而动作，动触头上会承受一定的压力，且会有额定的电流甚至过载电流流经，所以即使是高温热熔焊接手段制造的触头支持组件在使用时也会有松脱的可能。一旦动触头松脱，会导致断路器的报废，甚至对整个电路造成很大的危害。因此触头支持组件的各零件间的组合是否牢固对断路器产品的性能极为重要。交流电阻焊是高温热熔焊接的一种常用方式，其利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热效应将其加热到熔化或塑性状态，使之形成金属结合的一种方法。为确保断路器产品不因触头支持组件的动触头过早松脱导致断路器提早失效，断路器产品制造商要求塑料触头支持与动触头热熔焊接后，需承受80N以上的外推力不出现动触头松脱问题(断路器产品制造商习惯称之为：焊接力)，且焊接力值波动范围不超过20N。当前市面上触头支持材质多为PPS材料、高温尼龙和PET材料，虽然PPS材料与动触头经高温热熔焊接，可满足承受80N以上的外推力不出现动触头松脱问题，但PPS材料采购成本高，仅进口电器制造商如施耐德、西门子公司愿意选用PPS材料；而采用高温尼龙材料时，由于此类材料不像PPS一样具有本征阻燃特性，为满足微型断路器的阻燃防火安全要求，需添加阻燃剂进行阻燃改性，加之，触头支持作为一种结构受力件，需具备一定的强度和韧性，以满足制件在机构动作时的受力传动要求，又必不可少地需添加一定量的填料(玻纤和/或矿粉)来提升塑料基材的强度和韧性，不论是玻璃纤维、矿粉还是阻燃剂都类似于无机填料，混入到塑料基体中，热熔焊接时会大幅度减弱塑件与金属件的粘接强度，出现与金属动触头的热熔焊接力低于80N，而且焊接力不稳定，数值波动较大等问题，难于保障断路器的安全使用和使用寿命，极大地限制了此类材料在微型断路器触头支持件上的推广使用。当前，从触头支持用材料的材料配方设计角度来提升触头支持件的热熔焊接强度暂未见相关报道。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于，提供一种高热熔焊接强度的聚酰胺组合物，该聚酰胺组合物具有优良的阻燃性能和高温尺寸稳定性，成型制品采用热熔焊接与金属件连接的焊接强度高，焊接力可达90N以上，且焊接力稳定性好，大幅度降低了热熔焊接组合件的松脱风险，保障了产品使用寿命。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种高热熔焊接强度的聚酰胺组合物，按重量份计，包括以下组分：所述聚酰胺树脂由二元胺和二元酸逐步缩聚而成，或由内酰胺开环聚合而成，或由氨基酸逐步缩聚而成，或由二元胺、二元酸、内酰胺、氨基酸中的组分共聚而成。作为优选，所述聚酰胺树脂为熔点在280～330℃之间的脂肪族聚酰胺和/或半芳香族聚酰胺，优选PA46、PA6T、PA6T/66、PA6T/6I、PA6T/6、PA9T、PA10T、PA6T/6I/6中的一种或一种以上。所述增强填料选自玻璃纤维、玻纤粉、玄武岩纤维、纳米蒙脱土、玻璃微珠、滑石粉、钛酸钾晶须、金云母、硅灰石、重质碳酸钙、高岭土中的一种或一种以上。所述阻燃剂选自烷基次膦酸盐、三聚氰胺多聚磷酸盐、溴化聚苯乙烯、聚溴化苯乙烯、双酚A-(双二苯基磷酸酯)、间苯二酚(二苯基磷酸酯)、十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂、环膦腈、红磷母粒的一种或一种以上。所述阻燃协效剂选自锑化合物、硅酸盐、亚磷酸盐、锡酸锌、硼酸锌、三偏磷酸钡中的一种或一种以上。所述焊接增强助剂选自硫化锌或稀土硫化物，所述稀土硫化物为镧、铈、镨、钕、钐、铕或钇的硫化物。硫化锌或稀土硫化物，在改性塑料应用领域，主要的是作为颜料助剂使用，本专利技术人经过大量试验验证发现，在阻燃增强聚酰胺组合物体系中，引入一定量的硫化锌或稀土硫化物，能明显提升聚酰胺组合物的热熔焊接强度，采用其注塑成型获得的触头支持与金属动触头热熔焊接后，其焊接力可达90N以上(最高可达107N)，与未添加硫化锌或稀土硫化物的阻燃增强聚酰胺体系相比，焊接力提升近30N，且焊接力稳定性好，多批次焊接装配对应的焊接力数值都相当。而采用钛白粉或其他颜料替代硫化锌或稀土硫化物添加到阻燃增强聚酰胺组合物体系，其注塑成型获得的触头支持与金属动触头热熔焊接力反而下降。作为优选，所述高热熔焊接强度的聚酰胺组合物，按重量份计，包括以下组分：其中，所述焊接增强助剂为硫化锌。所述阻燃剂选自溴化聚苯乙烯或聚溴化苯乙烯，所述阻燃协效剂选自三氧化锑或硼酸锌。经试验验证，在溴系阻燃增强聚酰胺体系，添加硫化锌既提升了聚酰胺组合物模塑制品与金属件的热熔焊接强度，又保持了阻燃增强聚酰胺组合物原有的阻燃性能和力学性能。本专利技术技术方案还可根据材料所需要达到的性能及加工状况，添加一些其他添加剂，所述其他添加剂包括成核剂、增韧剂、润滑剂、色粉、抗氧剂、流动改善剂、热稳定剂中的一种或一种以上。上述高热熔焊接强度的聚酰胺组合物的制备方法，包括以下步骤：按重量份配比称取各组分后，先将除玻璃纤维填料外的其他组分混合均匀，得到预混物；然后将所得预混物投入双螺杆挤出机中，玻璃纤维采用侧喂料工艺，熔融混炼，挤出造粒，即得。本专利技术的另一个目的在于，提供一种采用上述聚酰胺组合物制备的模塑制品，所述模塑制品为微型断路器触头支持。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1)本专利技术通过在阻燃增强聚酰胺组合物体系，引入硫化锌或稀土硫化物作为焊接增强助剂，显著提升了聚酰胺组合物的热熔焊接强度，其模制品与金属件的热熔焊接力可达90N以上，而且批量化工业焊接装配时，焊接力稳定性较好，保证了下游客户的产品合格率，非常适用于微型断路器触头支持，能保障微型断路器的使用寿命不受触头支持组件中动触头松脱影响，同时拓宽了硫化锌在改性工程塑料领域的应用范围。2)本专利技术获得的聚酰胺组合物，不仅热熔焊接力高，而且材料的阻燃性能、耐高温性能和综合力学性能优良，阻燃等级可达V0级，热变形温度可达287℃)，拉伸强度可达235MPa，弯曲强度可达332MPa，进一步保障了微型断路器触头支持的使用安全性和寿命。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，本领域技术人员在对各实施例进行分析和理解的同时，可结合现有知识对本专利技术提供的技术方案做一系列变形与等效替换，该变形与等效替换而得的新的技术方案亦被本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高热熔焊接强度的聚酰胺组合物，其特征在于，按重量份计，包括以下主要组分：/n

【技术特征摘要】
1.一种高热熔焊接强度的聚酰胺组合物，其特征在于，按重量份计，包括以下主要组分：





2.根据权利要求1所述的高热熔焊接强度的聚酰胺组合物，其特征在于，所述聚酰胺树脂由二元胺和二元酸逐步缩聚而成，或由内酰胺开环聚合而成，或由氨基酸逐步缩聚而成，或由二元胺、二元酸、内酰胺、氨基酸中的组分共聚而成。


3.根据权利要求2所述的高热熔焊接强度的聚酰胺组合物，其特征在于，所述聚酰胺树脂为熔点在280～330℃之间的脂肪族聚酰胺和/或半芳香族聚酰胺，选自PA46、PA6T、PA6T/66、PA6T/6I、PA6T/6、PA9T、PA10T、PA6T/6I/6中的一种或一种以上。


4.根据权利要求1所述的高热熔焊接强度的聚酰胺组合物，其特征在于，所述增强填料选自玻璃纤维、玻纤粉、玄武岩纤维、纳米蒙脱土、玻璃微珠、滑石粉、钛酸钾晶须、金云母、硅灰石、重质碳酸钙、高岭土中的一种或一种以上。


5.根据权利要求1所述的高热熔焊接强度的聚酰胺组合物，其特征在于，所述阻燃剂选自烷基次膦酸盐、三聚氰胺多聚磷酸盐、溴化聚苯乙烯、聚溴化苯乙烯、双酚A-(双二苯基磷酸酯)、间苯二酚(二苯基磷酸酯)、十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂、环膦腈、红磷母粒的一种或一种以上。

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【专利技术属性】
技术研发人员：曾湘云，陈蒋狄，董保平，张光辉，杨鹏，
申请(专利权)人：杭州本松新材料技术股份有限公司，本松新材料技术芜湖有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33