一种高CTI值的半芳香族聚酰胺树脂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种高CTI值的半芳香族聚酰胺树脂及其制备方法与应用，属于化工领域。本发明专利技术所述高CTI值的半芳香族聚酰胺树脂采用具有特定电导率的纯水作为原料，可有效避免在生产过程中引入外部的游离离子，从而可以有效提高材料的CTI值；同时电导率的要求也不会带来成本的急剧增加，该产品经济效益高。本发明专利技术还公开了所述高CTI值的半芳香族聚酰胺树脂的制备方法，操作步骤简单，可实现工业化大规模生产。本发明专利技术还公开了一种由所述高CTI值的半芳香族聚酰胺树脂制备的半芳香族聚酰胺组合物，该产品同样具有优异的耐漏电起痕性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高CTI值的半芳香族聚酰胺树脂及其制备方法与应用
本专利技术涉及化工领域，具体涉及一种高CTI值的半芳香族聚酰胺树脂及其制备方法与应用。
技术介绍
聚酰胺因具备良好的综合性能，包括良好的力学性能、耐磨损性、耐热性、耐化学药品性、自润滑性、摩擦系数低、易于加工等优点被广泛应于用玻璃纤维、矿物填充与阻燃改性等塑料制品领域。近10年以来，半芳香族聚酰胺由于突出的耐热性能和优异的力学性能在越来越受到重视。目前，半芳香族聚酰胺广泛应用于电子电器领域，通常用于制备各类小型化电子电器连接器，如SATA连接器、DDR连接器、CPU卡槽等各类连接器，这类连接器一般会通过SMT表面贴装技术固定在电路板上，最终应用于手机、电脑等电子产品。在电路板的诸多性能中，耐漏电起痕指数(CTI)是一项非常重要的安全可靠性指标。CTI值低的电路板在高压、高温、潮湿、污秽等恶劣环境下长时间使用容易产生漏电起痕，绝缘层处在连续漏电破坏下，有时候会因基板材料的碳化而变成短路，从而影响到电子电器产品的安全使用寿命。CTI全称为ComparativeTrackinglndex，中文为相对漏电起痕指数。CTI是绝缘材料表面能经受住50滴电解液(通常为浓度0.1％的氯化铵水溶液)而没有形成漏电痕迹的最高电压值，单位为V。也就是说CTI是绝缘塑料在通电情况下，其表面滴加50滴导电液体而没有产生碳化短路的最高电压值。当材料表面潮湿、有杂质且外加电场足够大时，其表面的杂质会通电，通电产生的热量使绝缘塑料表面碳化，形成碳化导电路，最终形成短路。一般来说绝缘塑料的CTI值越高，则其耐漏电性越好。高CTI值是最近几年来电子电器应用领域对高分子材料提出的一个较新的应用需求，目前这一需求的适用领域愈加广泛，要求也愈加严格。如何提高半芳香族聚酰胺材料的CTI值是一个较新的课题，目前材料领域对提高半芳香族聚酰胺CTI值的研究不多，大多数研究还是围绕树脂及填料的简单替换，或尽量减少有可能提高CTI值的填料添加量，如业界普遍认为溴系阻燃剂的加入会降低材料的CTI值，与之对应的方法是降低阻燃剂的添加量，然而这样带来的是阻燃性能无法达到要求。总之，减少某些可能降低CTI值的填料添加量不是解决问题的最终方法。本申请专利技术人经过大量的实验研究，意外的发现提高半芳香族聚酰胺材料CTI值的有效方法在于减少材料内部可游离到材料表面的游离离子含量，可以有效减少材料在外加电场下材料表面的电荷传导，从而提高材料的耐漏电起痕性能。现有减少半芳香族聚酰胺材料内部游离离子的方法，通常在于选择合适的填料，该填料中不会携带或产生易于游离的离子。上述方法属于降低材料中游离离子的一般方法，由于在对填料进行删选时过于严苛，导致最终能够使用的填料少之又少，其效果往往不理想。
技术实现思路
基于现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种高CTI值的半芳香族聚酰胺树脂，该产品具有良好的耐漏电起痕性能。为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种高CTI值的半芳香族聚酰胺树脂，按摩尔百分比计，包括以下重复单元的原料：二胺单体和二酸单体；所述原料中还包括催化剂、封端剂及纯水；所述纯水的电导率为0.1μS/cm～10μS/cm。在半芳香族聚酰胺的聚合投料阶段，除加入反应原材料以外，还会加入水作为反应介质，因为原材料二胺单体和二酸单体在较低的温度下不熔融，此时反应装置的搅拌器无法开启，加入水后反应装置中的原材料呈固液混合态，可以开动搅拌器让反应单体在水中进行反应。现有技术一般认为，所述半芳香族聚酰胺树脂的制备中，水只是提供了一种反应介质，并不参与反应，而且原材料二胺和二酸反应的产物也是水，这些水会随反应进行逐步排出聚合容器，直至体系中再无多余的水分。因此业界在进行半芳香族聚酰胺聚合时对反应介质水的选择并没有刻意的选择，往往使用自来水或纯度未经鉴别的工业用水。此时，水中含有的大量阴离子如硫酸根离子、硝酸根离子、氯离子以及阳离子如钠离子、钙离子、镁离子等将不会随水蒸汽排出，而是最终残留在聚合物内部。这些游离离子具有较高的活性，残留在材料内部的游离离子易于迁移至材料表面。在CTI测试中，由于上述游离离子的存在，将导致材料表面更容易产生电荷的堆积和传导，从而造成材料的漏电甚至击穿。同时，在使用双螺杆挤出机制备改性聚酰胺材料时，材料熔体从挤出机喷丝板中挤出，经过牵引工序，挤出的材料呈线条状，再经切粒机切粒后获得聚酰胺粒子。刚从挤出机中挤出的聚酰胺线材温度很高，需要马上浸入水槽中进行降温处理。在一般的生产中，水槽中的水通常为带有循环系统的自来水。电导率是反映水中游离离子和杂质含量的直接表征方法，电导率越高，则水中游离离子和杂质的含量越高。一般自来水的电导率在125μS/cm-1250μS/cm，水中含有较大量的游离离子。电导率太高会引入较多游离离子进入材料内部，但电导率过低也会带来生产成本的急剧增加。本专利技术所述高CTI值的半芳香族聚酰胺树脂中采用具有特定电导率的纯水作为原料，可有效避免在生产过程中引入外部的游离离子，从而可以有效提高材料的CTI值；同时电导率的要求也不会带来成本的急剧增加，该产品经济效益高。优选地，所述纯水通过离子交换法、蒸馏法、反渗透膜法中的至少一种制备。所述方法得到的纯水可有效达到电导率要求，水中游离离子和杂质含量少。优选地，所述纯水的电导率为0.1μS/cm～5μS/cm；更优选地，所述纯水的电导率为0.1μS/cm～1μS/cm。在不增加额外成本的条件下，所述电导率的纯水作为原料得到的半芳香族聚酰胺树脂其CTI值更高。优选地，所述二酸单体包括芳香族二酸；更优选地，所述芳香族二酸包括对苯二甲酸、间苯二甲酸中的至少一种。优选地，所述二酸单体还包括脂肪族二酸，所述脂肪族二酸包括乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、2-甲基辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一碳二酸、十二碳二酸、十三碳二酸、十四碳二酸中的至少一种。所述种类的二酸单体可有效与二胺单体发生反应聚合形成半芳香族聚酰胺树脂。优选地，所述二胺单体为脂肪族二胺单体，所述脂肪族二胺单体包括乙二胺、丙二胺、2-甲基戊二胺、己二胺、庚二胺、辛二胺、2-甲基辛二胺、2,2,4-三甲基六亚甲基二胺、2,4,4-三甲基六亚甲基二胺、5-甲基-壬二胺、壬二胺、癸二胺、十一碳二胺、十二碳二胺、十三碳二胺、十四碳二胺中的至少一种。优选地，所述封端剂为一元胺或一元酸优选地，所述催化剂包括磷酸、亚磷酸、苯膦酸、苯次膦酸、磷酸盐、亚磷酸盐、苯次膦酸盐、次磷酸盐、苯膦酸盐、磷酸三苯酯、次磷酸、亚磷酸三苯酯中的至少一种。所述封端剂及催化剂可有效催化二胺单体和二酸单体的聚合反应，提高所述高CTI值的半芳香族聚酰胺树脂的粘度。优选地，所述高CTI值的半芳香族聚酰胺树脂的原料中还包括抗氧剂，所述抗氧剂包括抗氧剂BRUGGOLENH10。优选地，所述高CTI值的半芳香族聚酰胺树脂的原料中，所述纯水占原料质量含量的25～35本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高CTI值的半芳香族聚酰胺树脂，其特征在于，按摩尔百分比计，包括以下重复单元的原料：二胺单体和二酸单体；所述原料中还包括催化剂、封端剂及纯水；所述纯水的电导率为0.1μS/cm～10μS/cm。/n

【技术特征摘要】
1.一种高CTI值的半芳香族聚酰胺树脂，其特征在于，按摩尔百分比计，包括以下重复单元的原料：二胺单体和二酸单体；所述原料中还包括催化剂、封端剂及纯水；所述纯水的电导率为0.1μS/cm～10μS/cm。


2.如权利要求1所述的高CTI值的半芳香族聚酰胺树脂，其特征在于，所述纯水的电导率为0.1μS/cm～5μS/cm；优选地，所述纯水的电导率为0.1μS/cm～1μS/cm。


3.如权利要求1所述的高CTI值的半芳香族聚酰胺树脂，其特征在于，所述二酸单体包括芳香族二酸；优选地，所述二酸单体还包括脂肪族二酸。


4.如权利要求1所述的高CTI值的半芳香族聚酰胺树脂，其特征在于，所述二胺单体为脂肪族二胺单体，所述脂肪族二胺单体包括乙二胺、丙二胺、2-甲基戊二胺、己二胺、庚二胺、辛二胺、2-甲基辛二胺、2,2,4-三甲基六亚甲基二胺、2,4,4-三甲基六亚甲基二胺、5-甲基-壬二胺、壬二胺、癸二胺、十一碳二胺、十二碳二胺、十三碳二胺、十四碳二胺中的至少一种。


5.如权利要求1所述的高CTI值的半芳香族聚酰胺树脂，其特征在于，所述封端剂为一元胺或一元酸；所述催化剂包括磷酸、亚磷酸、苯膦酸、苯次膦酸、磷酸盐、亚磷酸盐、苯次膦酸盐、次磷酸盐、苯膦酸盐、磷酸三苯酯、次磷酸、亚磷酸三苯酯中的至少一种。


6.如权利要求1所述的高CTI值的半芳香族聚酰胺树脂，其特征在于，所述纯水占...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪江，李克和，
申请(专利权)人：南京开创新材料科技有限公司，江苏集萃先进高分子材料研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32