本发明专利技术属于高分子材料技术领域，公开了一种耐高温烘烤无卤阻燃PPA复合材料及其制备方法。本发明专利技术的耐高温烘烤无卤阻燃PPA复合材料包含PPA树脂、阻燃剂、热稳定剂、玻璃纤维、润滑剂和防断链剂。该无卤阻燃PPA复合材料中包含自制的阻燃剂，其结构独特，具备成碳和扑灭自由基的功能，阻燃效率高，还包含自制的热稳定剂硬脂酸钕包覆多孔状二氧化硅陶瓷，其特殊结构和表层的包覆物使其在抗氧化方面同时具有物理和化学的双重作用，最终所得无卤阻燃PPA复合材料在高温下不易发生热分解反应，产生低分子酸性物质从而导致尼龙降解，性价比高，可应用于电子电器以及通讯领域。
1、聚酰胺俗称尼龙，包括脂肪族尼龙和芳香族尼龙(芳香族尼龙又包括了半芳香族尼龙和全芳香族尼龙)。脂肪族尼龙具有耐油、耐有机溶剂、力学性能优良等特点，并且由于售价低而被广泛地应用于电子电器、汽车、家电、办公设备等领域。然而，脂肪族尼龙存在不耐高温老化的缺陷，高温烘烤以后黄变非常严重，限制了其在高温领域的应用。芳香族尼龙是指主链上带有苯环的聚酰胺材料，目前工业化程度较高的是半芳香族聚酰胺材料，这类材料大都是以对苯二甲酸、脂肪族二胺为原料，通过酸和氨之间缩合反应制得，ppa就是典型的半芳香族尼龙。
2、无卤阻燃ppa材料经过高温烘烤以后都会发生比较大的色差，而且力学性能也下降很多。改善ppa材料耐高温的方法主要是通过复配抗氧剂种类以及调整抗氧剂含量，以此来提升尼龙在高温下的抗氧化能力。例如，中国专利技术专利(申请号：202111122562.x)公开了一种高耐温无卤阻燃ppa复合材料及其制备方法，该专利通过加入空间受阻酚、seed、磷酸盐三者复配物与ppa树脂中的不饱和键发生反应，并且加入两性化合物氧化锌吸收微量酸或碱性物质，减缓ppa树脂复合材料的腐蚀和老化，提高其耐老化性。又如，中国专利技术专利(申请号：202011492646.8)公开了一种不色变卤素阻燃增强ppa复合材料及其制备方法，该专利通过加入协效阻燃剂、抗氧剂h161或s-9228，提升了材料的热稳定性，改善了传统卤-锑复合阻燃体系加工易色变的问题。
r/>技术实现思路
1、本专利技术目的是针对现有半芳香族尼龙ppa经过高温烘烤以后会发生比较大的色差，力学性能下降的缺陷，提供一种新的耐高温烘烤无卤阻燃ppa复合材料及其制备方法，该无卤阻燃ppa复合材料中包含自制的阻燃剂，其结构独特，具备成碳和扑灭自由基的功能，阻燃效率高，还包含自制的热稳定剂硬脂酸钕包覆多孔状二氧化硅陶瓷，其特殊结构和表层的包覆物使其在抗氧化方面同时具有物理和化学的双重作用，最终所得无卤阻燃ppa复合材料耐高温烘烤，性价比高，可应用于电子电器以及通讯领域。
2、为达到本专利技术的目的，本专利技术的耐高温烘烤无卤阻燃ppa复合材料按重量份数计，包含ppa树脂50-80份、阻燃剂12-20份、热稳定剂4-8份、玻璃纤维20-40份、润滑剂0.3-0.8份、防断链剂0.3-0.6份。
3、进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述ppa树脂是对苯二甲酸、壬二胺、己二酸、己二胺共聚物，端氨基含量为40-60mmol/kg，特性粘数为0.8-0.9dl/g。
4、进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述阻燃剂为羟丁基苯基次磷酸铝。
5、进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述羟丁基苯基次磷酸铝是以苯基次磷酸铝、3-丁烯-1-醇、催化剂钯铑合金、去离子水为原料合成的。
6、进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述的热稳定剂为硬脂酸钕包覆多孔状二氧化硅陶瓷；优选地，所述硬脂酸钕包覆多孔状二氧化硅陶瓷的粒径为10-20μm，比表面积为150-180m2/g。
7、进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述硬脂酸钕包覆多孔状二氧化硅陶瓷是以二氧化硅气凝胶、四乙氧基硅烷为原料制造出多孔状二氧化硅陶瓷，然后以多孔状二氧化硅陶瓷粉、氧化钕、硬脂酸、催化剂为原料，原位合成的。
8、进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述玻璃纤维为经过浸润剂处理的耐水解短切玻璃纤维；优选地，所述浸润剂为聚醚酰亚胺树脂；优选地，所述玻璃纤维长度为2-5mm。
9、进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述润滑剂为含氟聚硅氧烷；优选地，所述含氟聚硅氧烷中氟含量为4-6％，分子量为6500-7500。
10、进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述防断链剂为双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯、双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、四(2,4-二叔丁基酚)-4,4-联苯基二亚磷酸酯中的一种或多种。
11、进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述阻燃剂的制备方法包含以下步骤：
12、(1)制备苯基次磷酸铝，控制其水分含量≤0.2％；
13、(2)按重量份数计，将40-60份苯基次磷酸铝、140-180份去离子水、0.2-0.4份催化剂投入高压反应釜，通入氮气作为保护气体，保持体系压力15-20mpa，然后通过计量泵将6-10份3-丁烯-1-醇滴加进行加氢反应，滴加完以后继续反应2-3小时，最终制得羟丁基苯基次磷酸铝，将反应产物压滤、清洗、粉碎、磨粉，然后通过闪蒸干燥将粉料烘干，水分含量≤0.2％。
14、进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述阻燃剂的制备方法步骤(2)中的反应温度设置为50-70℃，反应过程中搅拌，搅拌转速80-120rpm，闪蒸温度均设置为120-140℃。
15、进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述硬脂酸钕包覆多孔状二氧化硅陶瓷的制备方法包含以下步骤：
16、(1)按重量份计，将40-60份二氧化硅气凝胶和180-220份四乙氧基硅烷加入密炼机，设置温度为40-60℃，转速60-80rpm，混合至白色膏状物，然后将产物压滤、清洗、粉碎，最后将其放置于高温炉，焙烧以后拿出磨粉，制得多孔状二氧化硅陶瓷；
17、(2)按重量份计，将40-60份步骤(1)所得多孔状二氧化硅陶瓷、15-25份氧化钕、90-110份硬脂酸、40-60份无水乙醇、0.35-0.65份催化剂，保持体系压力1-2mpa，设置反应温度70-90℃，搅拌速度80-120rpm，反应1.5-2小时，最后将反应产物压滤、清洗、粉碎、磨粉，通过闪蒸干燥将粉料烘干，水分含量≤0.2％。
18、进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述的二氧化硅气凝胶的粒径为0.3-0.5μm，比表面积为180-230m2/g，羟基含量为3-6％；优选地，所述硬脂酸钕包覆多孔状二氧化硅陶瓷的制备方法中高温炉焙烧温度为1000-1200℃；优选地，所述硬脂酸钕包覆多孔状二氧化硅陶瓷的制备方法中催化剂为质量分数45-55％的过氧化氢溶液。
19、进一步地，本专利技术还提供了一种前述耐高温烘烤无卤阻燃ppa复合材料的制备方法，所述方法包含以下步骤：
20、(1)按所需重量份数准备原料ppa树脂、阻燃剂、热稳定剂、润滑剂、防断链剂、玻璃纤维；
21、(2)混合原料：将步骤(1)的原料除玻璃纤维以外投入到混料机中混合，混匀之后备用；
22、(3)造粒：主喂料口加入步骤(2)混匀的原料，侧喂料口加入玻璃纤维，经双螺杆挤出机熔融、共混、挤出、冷却、切粒。
23、进一步地，所述步骤(3)中双螺杆挤出机温度为280-320℃，挤出机转速为300-500rpm。
24、与现有技术相比，本专利技术的优点如下：
25、(1)本专利技术合成了新型阻燃剂羟丁基本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐高温烘烤无卤阻燃PPA复合材料，其特征在于，所述耐高温烘烤无卤阻燃PPA复合材料按重量份数计，包含PPA树脂50-80份、阻燃剂12-20份、热稳定剂4-8份、玻璃纤维20-40份、润滑剂0.3-0.8份、防断链剂0.3-0.6份，其中，所述阻燃剂为羟丁基苯基次磷酸铝，所述的热稳定剂为硬脂酸钕包覆多孔状二氧化硅陶瓷。
2.根据权利要求1所述的耐高温烘烤无卤阻燃PPA复合材料，其特征在于，所述PPA树脂是对苯二甲酸、壬二胺、己二酸、己二胺共聚物，端氨基含量为40-60mmol/Kg，特性粘数为0.8-0.9dL/g；优选地，所述硬脂酸钕包覆多孔状二氧化硅陶瓷的粒径为10-20μm，比表面积为150-180m2/g。
3.根据权利要求1所述的耐高温烘烤无卤阻燃PPA复合材料，其特征在于，所述羟丁基苯基次磷酸铝是以苯基次磷酸铝、3-丁烯-1-醇、催化剂钯铑合金、去离子水为原料合成的。
4.根据权利要求1所述的耐高温烘烤无卤阻燃PPA复合材料，其特征在于，所述硬脂酸钕包覆多孔状二氧化硅陶瓷是以二氧化硅气凝胶、四乙氧基硅烷为原料制造出多孔状二氧化硅陶瓷，然后以多孔状二氧化硅陶瓷粉、氧化钕、硬脂酸、催化剂为原料，原位合成的。
5.根据权利要求1所述的耐高温烘烤无卤阻燃PPA复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维为经过浸润剂处理的耐水解短切玻璃纤维；优选地，所述浸润剂为聚醚酰亚胺树脂；优选地，所述玻璃纤维长度为2-5mm；优选地，所述润滑剂为含氟聚硅氧烷；优选地，所述含氟聚硅氧烷中氟含量为4-6％，分子量为6500-7500；优选地，所述防断链剂为双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯、双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、四(2,4-二叔丁基酚)-4,4-联苯基二亚磷酸酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的耐高温烘烤无卤阻燃PPA复合材料，其特征在于，所述阻燃剂的制备方法包含以下步骤：
7.根据权利要求6所述的耐高温烘烤无卤阻燃PPA复合材料，其特征在于，所述阻燃剂的制备方法步骤(2)中的反应温度设置为50-70℃，反应过程中搅拌，搅拌转速80-120RPM，闪蒸温度均设置为120-140℃。
8.根据权利要求1所述的耐高温烘烤无卤阻燃PPA复合材料，其特征在于，所述硬脂酸钕包覆多孔状二氧化硅陶瓷的制备方法包含以下步骤：
9.根据权利要求8所述的耐高温烘烤无卤阻燃PPA复合材料，其特征在于，所述的二氧化硅气凝胶的粒径为0.3-0.5μm，比表面积为180-230m2/g，羟基含量为3-6％；优选地，所述硬脂酸钕包覆多孔状二氧化硅陶瓷的制备方法中高温炉焙烧温度为1000-1200℃；优选地，所述硬脂酸钕包覆多孔状二氧化硅陶瓷的制备方法中催化剂为质量分数45-55％的过氧化氢溶液。
10.权利要求1-9任一项所述的耐高温烘烤无卤阻燃PPA复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：
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【技术特征摘要】
1.一种耐高温烘烤无卤阻燃ppa复合材料，其特征在于，所述耐高温烘烤无卤阻燃ppa复合材料按重量份数计，包含ppa树脂50-80份、阻燃剂12-20份、热稳定剂4-8份、玻璃纤维20-40份、润滑剂0.3-0.8份、防断链剂0.3-0.6份，其中，所述阻燃剂为羟丁基苯基次磷酸铝，所述的热稳定剂为硬脂酸钕包覆多孔状二氧化硅陶瓷。
2.根据权利要求1所述的耐高温烘烤无卤阻燃ppa复合材料，其特征在于，所述ppa树脂是对苯二甲酸、壬二胺、己二酸、己二胺共聚物，端氨基含量为40-60mmol/kg，特性粘数为0.8-0.9dl/g；优选地，所述硬脂酸钕包覆多孔状二氧化硅陶瓷的粒径为10-20μm，比表面积为150-180m2/g。
3.根据权利要求1所述的耐高温烘烤无卤阻燃ppa复合材料，其特征在于，所述羟丁基苯基次磷酸铝是以苯基次磷酸铝、3-丁烯-1-醇、催化剂钯铑合金、去离子水为原料合成的。
4.根据权利要求1所述的耐高温烘烤无卤阻燃ppa复合材料，其特征在于，所述硬脂酸钕包覆多孔状二氧化硅陶瓷是以二氧化硅气凝胶、四乙氧基硅烷为原料制造出多孔状二氧化硅陶瓷，然后以多孔状二氧化硅陶瓷粉、氧化钕、硬脂酸、催化剂为原料，原位合成的。
5.根据权利要求1所述的耐高温烘烤无卤阻燃ppa复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维为经过浸润剂处理的耐水解短切玻璃纤维；优选地，所述浸润剂为聚醚酰亚胺树脂；优选地，所述玻璃纤维长度为2-5mm...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢津强，周立辉，金英，金镇江，车仕君，
申请(专利权)人：横店集团得邦工程塑料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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