热塑性聚酰胺组合物及其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及一种热塑性聚酰胺组合物及其制备方法和用途。所述热塑性聚酰胺组合物包含以下组分或由以下组分制成：(a)20

【技术实现步骤摘要】
热塑性聚酰胺组合物及其制备方法和用途


[0001]本专利技术属于功能热塑性材料
，具体而言，本专利技术涉及一种热塑性聚酰胺组合物，尤其是涉及具有高阻尼和高阻燃性的热塑性聚酰胺组合物及其制备方法。

技术介绍

[0002]在人们的日常生产、生活中，频繁的振动以及过度的噪声污染已经产生了严重危害，例如，生产机器运行时所产生的持续振动，不仅会干扰其它测试设备、测试仪表的正常工作，影响其测试精度，而且生产机器自身因振动也会导致严重的机械磨损，缩短使用寿命，另外，因持续频繁的振动所引起的噪声，也会对其周围或周边的环境造成严重的噪音污染。针对上述问题，可在设备的器械构造中通过额外地添设橡胶垫、粘贴绒布等物件来降低设备运行中的振动，从而减少因振动而辐射的噪音，但该方法不仅会增加人力、材料成本，而且不利于实现轻量化、持续稳定降噪的效果。
[0003]目前，采用阻尼材料是减轻振动和降低噪声最有效的方法之一。材料的阻尼大小通常用损耗角正切值tanδ（或称损耗因子、阻尼因子）的大小来衡量，其表示为该材料的损耗模量与储存模量的比值。因聚合物同时具有粘性和弹性性质，当外力作用在聚合物材料上时，一部分能量会被储存起来，即储存模量，材料表现为弹性回复；另一部分的能量会因为粘性生热而耗散掉，即损耗模量，这部分能量不能回复。因此，材料的阻尼性能主要源于聚合物的内耗，损耗因子越大，说明更多的机械能会被转化成热能而耗散，表现出来的是具有较好的减震降噪效果。
[0004]聚酰胺材料，作为一种综合性能较为优异的轻量化工程塑料，可被用于制备阻尼材料。CN104672894A公开了一种包含聚酰胺的振动阻尼性组合物，其包含聚酰胺，选自玻璃纤维、碳纤维以及它们的混合物的纤维增强剂，对位芳族聚酰胺纤维，以及功能性添加剂。该组合物通过同时添加玻璃纤维和对位芳族聚酰胺纤维提供了振动阻尼性能的改进。
[0005]然而，作为阻尼材料的聚酰胺在实际应用过程中，由于将振动的机械能转化为热能，通常会因产生的大量热积聚而加剧材料的热氧化，不仅会降低材料的力学性能，还会使得材料的阻燃性显著降低。针对聚酰胺材料目前很难在保证力学强度的前提下，兼顾高阻尼和高阻燃的性能。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术中的问题，本专利技术的目的是提供一种在保证机械强度下同时具有高阻尼和高阻燃性的热塑性聚酰胺组合物。
[0007]因此，一方面，本专利技术提供一种热塑性聚酰胺组合物，其包含以下组分或由以下组分制成：(a) 20
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40重量%的聚酰胺，(b) 5
‑
16重量%的阻尼协效母粒，(c) 10
‑
25重量%的阻燃剂，
(d) 20
‑
40重量%的纤维增强剂，以及(e) 1
‑
3重量%的加工助剂，所述重量%是基于所述热塑性聚酰胺组合物的总重量。
[0008]组分(a) 聚酰胺所述聚酰胺是本专利技术作为阻尼复合材料的热塑性聚酰胺组合物的基体树脂，其可为本领域已知的任何合适的聚酰胺。在一个实施方案中，适用于本专利技术的聚酰胺选自脂族聚酰胺、半芳族聚酰胺、无定形聚酰胺、半结晶聚酰胺和/或其聚酰胺共聚物中的一种或多种。在一个优选的实施方案中，所述聚酰胺为选自PA510、PA610、PA66、PA 1010、PA 1012、PA9T和PA10T中的至少一种。
[0009]基于本专利技术的热塑性聚酰胺组合物的总重量，所述聚酰胺的用量为约20
‑
40重量%，优选约28
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30重量%。
[0010]组分(b) 阻尼协效母粒所述阻尼协效母粒是由包含以下组分的原料制成的：50
‑
76重量%的热塑性弹性体、12
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30重量%的甲基丙烯酸缩水甘油酯、4
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10重量%的多元醇以及6
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15重量%的三聚氰胺多聚磷酸酯，所述重量%是基于所述阻尼协效母粒的总重量。
[0011]在所述阻尼协效母粒中，对于所述热塑性弹性体，可使用本领域已知的任何合适的热塑性弹性体，其实例包括但不限于，聚氨酯类热塑性弹性体、聚酯类热塑性弹性体、聚酰胺类热塑性弹性体、聚苯乙烯类热塑性弹性体、聚烯烃类热塑性弹性体等。所述热塑性弹性体可以单独使用一种或多种组合使用。
[0012]在一个优选的实施方案中，所述热塑性弹性体为选自聚苯乙烯类热塑性弹性体和聚酰胺类热塑性弹性体的一种或多种，其实例包括市售的来自日本可乐丽公司的Hybrar 5127、来自法国ARKEMA公司的PEBAX 2533 SD02或PEBAX Rnew 63R53 SP 01。其中，Hybrar 5127为乙烯基
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聚二烯
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苯乙烯嵌段共聚物，PEBAX 2533 SD02是一种由柔性聚醚和硬质聚酰胺制成的热塑性弹性体（PA12弹性体），其熔融加工温度为约210℃。PEBAX Rnew 63R53 SP 01是一种以可再生资源为基础，由柔性聚醚和刚性聚酰胺制成的热塑性弹性体（PA12弹性体），其熔融加工温度为约225℃。为了在热塑性聚酰胺组合物中与聚酰胺基体更好的相容，所述热塑性弹性体更优选为聚酰胺类热塑性弹性体，例如优选以由聚酰胺单元构成的硬链段和由脂肪族聚醚单元和/或脂肪族聚酯单元构成的软链段作为主要构成单元的聚酰胺类热塑性弹性体。在此情况下本领域技术人员将明白其是不同于所述组分(a)的聚酰胺类热塑性弹性体。
[0013]所述多元醇可选自季戊四醇、二季戊四醇和三季戊四醇中的至少一种。
[0014]所述阻尼协效母粒可通过如下方法进行制备：按重量百分比将热塑性弹性体和甲基丙烯酸缩水甘油酯混合后加入双螺杆挤出机，先进行塑化，并在塑化阶段的末端加入所述多元醇，随后进行共混，并在共混阶段的前端加入三聚氰胺多聚磷酸酯，待共混结束后，再进行脱挥处理，后经挤出、冷却、切粒，即制得阻尼协效母粒。
[0015]上述方法中，通常而言，所述塑化是在T
‑
20℃至T+2℃的温度范围内以单段或多段的方式进行，在塑化是多段进行的情况下，所述塑化通常可以在该温度范围内分三段或四段逐段升温进行。在一个具体的实施方案中，塑化分三段进行，其中第一段的温度为T
‑
20℃至T
‑
10℃，第二段的温度为T
‑
10℃至T，第三段的温度为T至T+2℃。通常而言，所述共混是在
T+5℃至T+15℃的温度范围内以单段或多段的方式进行，在共混是多段进行的情况下，所述共混通常可以在该温度范围内分三段或四段逐段升温进行。在一个具体的实施方案中，共混分四段进行，其中第一段的温度为T+5℃至T+8℃，第二段的温度为T+8℃至T+10℃，第三段的温度为T+10℃至T+12℃，第四段的温度为T+12℃至T+15℃。通常而言，所述脱挥处理是在T+15℃至T+20℃的温度和绝对压力≤800Pa下进行的。上述T为所述热塑性弹性体的熔融温度。
[0016]在上述制备阻尼协效母粒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热塑性聚酰胺组合物，其包含以下组分或由以下组分制成：(a) 20
‑
40重量%的聚酰胺，(b) 5
‑
16重量%的阻尼协效母粒，(c) 10
‑
25重量%的阻燃剂，(d) 20
‑
40重量%的纤维增强剂，以及(e) 1
‑
3重量%的加工助剂，所述重量%是基于所述热塑性聚酰胺组合物的总重量，其中所述阻尼协效母粒由包含以下组分的原料制成：基于所述阻尼协效母粒的总重量，50
‑
76重量%的热塑性弹性体、12
‑
30重量%的甲基丙烯酸缩水甘油酯、4
‑
10重量%的多元醇以及6
‑
15重量%的三聚氰胺多聚磷酸酯，其中所述阻尼协效母粒是通过如下方法制备得到的：按重量百分比将所述热塑性弹性体和甲基丙烯酸缩水甘油酯混合后加入双螺杆挤出机，先进行塑化，并在塑化阶段的末端加入所述多元醇，随后进行共混，并在共混阶段的前端加入三聚氰胺多聚磷酸酯，待共混结束后，再进行脱挥处理，然后进行挤出、冷却和切粒，其中所述多元醇选自季戊四醇、二季戊四醇和三季戊四醇中的至少一种。2.根据权利要求1所述的热塑性聚酰胺组合物，其中所述聚酰胺为选自PA510、PA610、PA66、PA 1010、PA 1012、PA9T和PA10T中的至少一种。3.根据权利要求1所述的热塑性聚酰胺组合物，其中所述纤维增强剂为玻璃纤维，所述阻燃剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆航，赵云峰，陈林，塔潘，
申请(专利权)人：巴斯夫一体化基地广东有限公司，
类型：发明
国别省市：