一种高性能低翘曲玻纤增强液晶高分子聚合物及制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种高性能低翘曲玻纤增强液晶高分子聚合物及制备方法和应用，属于高分子材料技术领域。根据不同的材料配方将除玻璃纤维以外的其他原材料和自制增韧增强助剂根据特定工艺混合均匀后同玻璃纤维经过挤出机的主、侧喂料经双螺杆挤出机熔融挤出、冷却水槽冷却和风刀除水后用切粒机切成粗3～4mm、长3mm的圆柱形颗粒材料。满足了一些领域对材料有低翘曲、高强度和高熔融指数要求的需求，可应用于确保将信号在传输过程中的损失降到最低而设计的薄壁片状外壳制件。低而设计的薄壁片状外壳制件。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能低翘曲玻纤增强液晶高分子聚合物及制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种高性能低翘曲玻纤增强液晶高分子聚合物及制备方法和应用，属于高分子材料


技术介绍

[0002]液晶高分子聚合物材料具有明显的取向性，制品的厚度越薄，其取向性就越显著，玻纤增强液晶高分子聚合物材料的取向性就更加显著，薄壁制品的翘曲变形也就更加严重。轻量化和低成本化反映到制件方面主要是通过降低制件的厚度和提高材料的强度来实现，但制件的厚度越薄，材料在注塑成型时的取向性就越显著，翘曲变形就越严重，导致注塑制件不能满足平整的使用要求。一种高性能低翘曲玻纤增强液晶高分子聚合物不仅具有常规玻纤增强材料所不具备的低翘曲的特性，其强度高于常规玻纤增强材料的强度，还具备常规玻纤增强材料高韧性和耐高温的特点，可以满足轻量化和低成本化的需求。
[0003]公开号CN105111772A一种低翘曲液晶聚合物及其制备方法，是通过在材料中添加滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、云母、二氧化钼和玻璃微珠中的至少一种低翘曲的填料来获得低翘曲的功能。公开号CN101891938A一种非圆形横截面玻璃纤维增强液晶聚合物材料及其制备方法配方体系中的聚酯树脂包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种，实施例和对比例中采用聚碳酸酯，聚碳酸酯的增加，材料的强度、流动性和熔接痕强度均降低。公开号CN102140233A低翘曲液晶聚合物组合物及其制备方法配方体系中添加了聚酯树脂和聚苯硫醚，其聚酯树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PCT)及聚碳酸酯(PC)中的一种或几种。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题是：提出一种高性能低翘曲玻纤增强液晶高分子聚合物材料，解决玻璃纤维增强液晶高分子聚合物材料注塑制品翘曲变形问题，同时提高材料的强度和流动性。本专利技术中解决翘曲问题的同时采用在体系中通过聚己二酰己二胺(PA66)和自制增韧增强助剂、扁平玻璃纤维、硅酮润滑剂进行复配协同作用不仅可以提高材料的强度和韧性，还可以增加材料的流动性。由于3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷的沸点是217℃，远远低于液晶聚合物的挤出温度(300～330℃)，直接添加时，在挤出过程中会发生挥发或者闪燃，起不到相容的效果还会有着火的风险，本专利技术中首次使用自制增韧增强助剂也可以避免着火的风险。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案是：一种高性能低翘曲玻纤增强液晶高分子聚合物，其由下述重量份的组分组成：液晶高分子聚合物LCP：32.0～56.8份；
[0006]聚己二酰己二胺PA66树脂：10～20份；
[0007]增韧增强助剂：3～5份；
[0008]受阻酚类抗氧剂1098：0.1～0.5份；
[0009]亚磷酸酯类抗氧剂168：0.1～0.5份；
[0010]硅酮润滑剂：0.2～2份；
[0011]扁平玻璃纤维：30～40份；
[0012]所述的扁平玻璃纤维为无碱短切扁平玻璃纤维，单丝厚度7～9μm，扁平比为1:2～1:4，长度3.0～4.5mm；均经过偶联剂表面处理。
[0013]所述的增韧增强助剂为3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷改性乙烯
‑
丙烯酸酯
‑
甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，所述增韧增强助剂的制备方法为：将乙烯
‑
丙烯酸酯
‑
甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物通过使用失重秤从双螺杆挤出机的主喂料口添加，3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷使用液体泵从挤出机的液体注入口按照5％的质量比例添加。在180～200℃的温度下共混挤出，经过冷却水槽冷却、风刀除水后用切粒机切成粗3～4mm、长3mm的圆柱形颗粒状增韧增强助剂。其特点是其中的3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷在双螺杆挤出过程中保留在材料中的量会大幅度提高，从而发挥相容增强的效果。
[0014]优选的，所述液晶高分子聚合物LCP，其密度为1.35～1.45，熔点≥270℃。
[0015]优选的，所述的PA66树脂其粘度为2.0～2.7。
[0016]优选的，其由下述重量份的组分组成：
[0017]液晶高分子聚合物LCP：44.3份；
[0018]聚己二酰己二胺PA66树脂：20份；
[0019]增韧增强助剂：5份；
[0020]受阻酚类抗氧剂1098：0.2份；
[0021]亚磷酸酯类抗氧剂168：0.2份；
[0022]硅酮润滑剂：0.3份；
[0023]扁平玻璃纤维：30份；
[0024]增韧增强助剂为3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷改性乙烯
‑
丙烯酸酯
‑
甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，所述增韧增强助剂的制备方法为：将乙烯
‑
丙烯酸酯
‑
甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物通过使用失重秤从双螺杆挤出机的主喂料口添加，3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷使用液体泵从挤出机的液体注入口按照5％的质量比例添加。在180～200℃的温度下共混挤出，经过冷却水槽冷却、风刀除水后用切粒机切成粗3～4mm、长3mm的圆柱形颗粒状增韧增强助剂。
[0025]为了解决上述技术问题，本专利技术提出的另一技术方案是：所述高性能低翘曲玻纤增强液晶高分子聚合物的制备方法，包含以下步骤：
[0026](1)将液晶聚合物LCP和PA66树脂在120℃下烘干2～4h，控制液晶聚合物和PA66中的水分含量在0.1％以下；
[0027](2)按照LCP：32～56.8份；PA66树脂：10～20份；增韧增强助剂：3～5份；受阻酚类抗氧剂1098：0.1～0.5份；磷酸酯类抗氧剂168：0.1～0.5份；硅酮润滑剂：0.2～2份；短切扁平玻璃纤维：30～40份，将LCP、PA66、增韧增强助剂、抗氧剂、润滑剂加入搅拌锅中，在200～300rpm的转速下搅拌3～5分钟，混合均匀，得到混合物料；
[0028](3)将混合物料通过主喂料秤加入双螺杆挤出机主喂料口，从双螺杆挤出机的侧喂料秤加入扁平玻璃纤维，所述双螺杆挤出机的机筒温度控制在300～330℃，螺杆转速300
～400rpm，调节双螺杆挤出机主喂料秤的下料量与侧喂料秤的下料量比例调节扁平玻璃纤维在材料中的含量为30～40％，挤出后的样条经过水槽冷却和风刀除水后用切粒机切成粗3～4mm、长3mm的圆柱形颗粒材料；
[0029](4)将步骤(3)所制备的复合材料在120℃下烘干2～4h，控制复合材料中的水分含量在0.1％以下后注塑标准样条或样板进行物理性能的测试。
[0030]优选的，包含以下步骤：
[0031](1)将液晶聚合物LCP和PA66树脂在120℃下烘干2～本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能低翘曲玻纤增强液晶高分子聚合物，其特征在于:其由下述重量份的组分组成：液晶高分子聚合物LCP：32.0～56.8份；聚己二酰己二胺PA66树脂：10～20份；增韧增强助剂：3～5份；受阻酚类抗氧剂1098：0.1～0.5份；亚磷酸酯类抗氧剂168：0.1～0.5份；硅酮润滑剂：0.2～2份；扁平玻璃纤维：30～40份；所述的扁平玻璃纤维为无碱短切扁平玻璃纤维，单丝厚度7～9μm，扁平比为1:2～1:4，长度3.0～4.5mm；所述的增韧增强助剂为3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷改性乙烯
‑
丙烯酸酯
‑
甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，所述增韧增强助剂的制备方法为：将乙烯
‑
丙烯酸酯
‑
甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物通过使用失重秤从双螺杆挤出机的主喂料口添加，3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷使用液体泵从挤出机的液体注入口按照5％的质量比例添加，在180～200℃的温度下共混挤出，经过冷却水槽冷却、风刀除水后用切粒机切成粗3～4mm、长3mm的圆柱形颗粒状增韧增强助剂。2.根据权利要求1所述高性能低翘曲玻纤增强液晶高分子聚合物，其特征在于：所述液晶高分子聚合物LCP，其密度为1.35～1.45，熔点≥270℃。3.根据权利要求1所述高性能低翘曲玻纤增强液晶高分子聚合物，其特征在于：所述的PA66树脂其粘度为2.0～2.7。4.根据权利要求1所述高性能低翘曲玻纤增强液晶高分子聚合物，其特征在于：其由下述重量份的组分组成：液晶高分子聚合物LCP：44.3份；聚己二酰己二胺PA66树脂：20份；增韧增强助剂：5份；受阻酚类抗氧剂1098：0.2份；亚磷酸酯类抗氧剂168：0.2份；硅酮润滑剂：0.3份；扁平玻璃纤维：30份；增韧增强助剂的制备方法为：将乙烯
‑
丙烯酸酯
‑
甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物通过使用失重秤从双螺杆挤出机的主喂料口添加，3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷使用液体泵从挤出机的液体注入口按照5％的质量比例添加，在180～200℃的温度下共混挤出，经过冷却水槽冷却、风刀除水后用切粒机切成粗3～4mm、长3mm的圆柱形颗粒状增韧增强助剂。5.根据权利要求1所述高性能低翘曲玻纤增强液晶高分子聚合物的制备方法，其特征在于：包含以下步骤：(1)将液晶聚合物LCP和PA66树脂在120℃下烘干2～4h，控制液晶聚合物和PA66中的水分含量在0.1％以下；(2)按照LCP：32～56.8份；PA66树脂：10～20份；增韧增强助剂：3～5份；受阻酚类抗氧
剂1098：0.1～0.5份；磷酸酯类抗氧剂168：0.1～0.5份；硅酮润滑剂：0.2～2份；短切扁平玻璃纤维：30～40份，将LCP、PA66、增韧增强助剂、抗氧剂、润滑剂加入搅拌锅中，在200～300rpm的转速下搅拌3～5分钟，混合均匀，...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋方平，宋钰，黄传志，杭来宝，
申请(专利权)人：创合新材料科技江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：