一种LED灯珠用耐高温型聚邻苯二甲酰胺复合材料及其制备方法与流程

本发明涉及高分子材料，尤其是涉及一种led灯珠用耐高温型聚邻苯二甲酰胺复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、聚邻苯二甲酰胺(ppa)是一种半芳香族聚酰胺，它是以间苯二甲酸或者对苯二甲酸作为主要合成原料,是一种半结晶性热塑性功能型材料。ppa是目前半芳香族聚酰胺中最具有商业价值的一种。耐高温ppa的成功生产补充了原本因工程塑料与特种聚合物在其性价比与功能方面引起的差异。相对于一些全芳香族聚酰胺来说，对ppa进行工艺处理相对简单，更容易进行吹塑、注射成型和挤出成形。并且ppa的力学性能、导热性、耐热性以及耐化学腐蚀性比脂肪族聚酰胺更为优越,在热、电、物理及耐化学性方面都有良好的表现。这使得ppa复合材料在电子电气、机械工程等领域都拥有广泛的应用前景。

2、现有技术中ppa在用碳纤维、玻纤及其他填料进行改性后，能够实现非常优良的机械性能，而且能够在很长的时间和温度区域内去延续这些特殊性能。因此，ppa已经成为一类完全可以代替金属材料的良好工程塑料，在汽车、电器、电子等各行业中拥有十分普遍的应用场景。

3、但国内关于传统ppa的加工改性研究还不完善和成熟，ppa的导热性能、耐热性能还有待提高或改善。所以，对耐高温ppa的导热、耐热性能进行改性研究迫在眉睫。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种led灯珠用耐高温型聚邻苯二甲酰胺复合材料及其制备方法，通过将β-氮化硅与聚邻苯二甲酰胺进行共混，利用结构与热导率存在差异的ppa和β-氮化硅材料之间产生的协同效应：使加入的β-氮化硅在ppa内部构成一个立方体结构，从而综合增强材料的刚度，使材料可以同时吸收很多外力；并且β-氮化硅在ppa内部构成的立方体结构能够有效地抵抗高温情况下材料内部分子在竖直方向的些微移动，很大程度上延缓了材料内部分子的运动，有效提高了材料的耐高温性能；而且β-氮化硅的热导率较高，可以显著提升材料的导热系数。

2、为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

3、本发明提供一种led灯珠用耐高温型聚邻苯二甲酰胺复合材料，按质量百分比，包括如下组分：

4、聚邻苯二甲酰胺45-65％，氮化硅35-55％，相容剂0.1-2％，抗氧剂0.2-0.6％，润滑剂0.2-0.4％和成核剂0.3-0.5％。

5、进一步的，在本发明上述技术方案的基础上，所述氮化硅为β-氮化硅；

6、和/或，所述β-氮化硅为粉末状，粒径≤50μm。

7、和/或，所述β-氮化硅粉是通过自蔓延高温合成的。

8、进一步的，在本发明上述技术方案的基础上，所述相容剂为含有马来酸酐接枝物的聚合物；

9、和/或，所述含有马来酸酐接枝物的聚合物包括马来酸酐接枝聚烯烃、马来酸酐接枝聚酯、马来酸酐接枝聚醚、马来酸酐接枝聚酰胺中的一种或多种。

10、进一步的，在本发明上述技术方案的基础上，所述抗氧剂为含有酚基的化合物；

11、和/或，所述含有酚基的化合物包括丁基羟基茴香醚、二叔丁基对甲苯酚、叔丁基羟基苯甲醚、没食子酸丙酯中的一种或多种。

12、进一步的，在本发明上述技术方案的基础上，所述润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、聚硅氧烷、硅酮粉中的一种或多种。

13、进一步的，在本发明上述技术方案的基础上，所述成核剂为长碳链线性饱和羧酸钠盐或长碳链线性饱和羧酸钙盐。

14、进一步的，在本发明上述技术方案的基础上，所述长碳链线性饱和羧酸钠盐包括月桂酸钠、硬脂酸钠、油酸钠、肉豆蔻酸钠中的一种或多种；

15、和/或，所述长碳链线性饱和羧酸钙盐包括tmn-102、硬脂酸钙、褐煤酸钙中的一种或多种。

16、本发明还提供一种上述led灯珠用耐高温型聚邻苯二甲酰胺复合材料的制备方法，包括如下步骤：

17、s1：将原料进行干燥；

18、s2：将干燥好的原料置于搅拌器中混合均匀；

19、s3：将混合均匀的物料在双螺杆挤出机中进行熔融共混，挤出造粒。

20、进一步的，在本发明上述技术方案的基础上，步骤s1中，干燥条件为在100-120℃下干燥4-6h；

21、和/或，步骤s2中，搅拌时间为10-20min。

22、进一步的，在本发明上述技术方案的基础上，所述双螺杆挤出机的设定条件为:一区温度250-270℃，二区温度260-280℃，三区温度270-290℃，四区温度280-300℃，五区温度290-310℃，机头温度为300-320℃；螺杆转速控制在220-350r/min，混合料在螺杆中输送时间为3-5min，压力为12-20pa。

23、本发明提供的一种led灯珠用耐高温型聚邻苯二甲酰胺复合材料及其制备方法，有益效果如下：

24、1、本发明将β-氮化硅与聚邻苯二甲酰胺进行共混，较高含量的β-氮化硅在材料基体内随机分散，有利于与基体材料的结构发生搭接，此时结构与热导率存在差异的ppa和β-氮化硅材料之间产生了一定的协同效应。加入的β-氮化硅会在ppa内部构成一个立方体结构，从而综合增强材料的刚度，使材料可以同时吸收很多外力。

25、2、本发明将β-氮化硅与聚邻苯二甲酰胺进行共混，β-氮化硅在ppa内部构成的立方体结构能够有效地抵抗高温情况下材料内部分子在竖直方向的些微移动，很大程度上延缓了材料内部分子的运动，有效提高了材料的耐高温性能；

26、3、本发明采用含有酚基的化合物作为抗氧剂，酚基化合物中的羟基可以与ppa中的胺基反应，形成稳定的酚胺，提高复合材料抗氧化性能的同时，可以有效提高复合材料的阻燃性；并且和β-氮化硅起到了协同作用，利用β-氮化硅具有高热导率的特点，提升材料的导热系数，从而进一步提高了复合材料的阻燃性。避免了阻燃剂和聚邻苯二甲酰胺不相容，影响复合材料的性能。

27、4、本发明采用了含有马来酸酐接枝物的聚合物作为相容剂，可以有效提高材料的粘附性和相容性，与极性聚合物(如尼龙、聚酯、环氧树脂等)结合性好。

28、5、本发明提供的一种led灯珠用耐高温型聚邻苯二甲酰胺复合材料的拉伸强度为160-200mpa，弯曲强度为282-320mpa，导热系数为2.9-3.7w/(m·k)，热变形温度为260-280℃。

技术特征：

1.一种led灯珠用耐高温型聚邻苯二甲酰胺复合材料，其特征在于，按质量百分比，包括如下组分：

2.根据权利要求1所述的led灯珠用耐高温型聚邻苯二甲酰胺复合材料，其特征在于，所述氮化硅为β-氮化硅；

3.根据权利要求1所述的led灯珠用耐高温型聚邻苯二甲酰胺复合材料，其特征在于，所述相容剂为含有马来酸酐接枝物的聚合物；

4.根据权利要求1所述的led灯珠用耐高温型聚邻苯二甲酰胺复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为含有酚基的化合物；

5.根据权利要求1所述的led灯珠用耐高温型聚邻苯二甲酰胺复合材料，其特征在于，所述润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、聚硅氧烷、硅酮粉中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的led灯珠用耐高温型聚邻苯二甲酰胺复合材料，其特征在于，所述成核剂为长碳链线性饱和羧酸钠盐或长碳链线性饱和羧酸钙盐。

7.根据权利要求6所述的led灯珠用耐高温型聚邻苯二甲酰胺复合材料，其特征在于，所述长碳链线性饱和羧酸钠盐包括月桂酸钠、硬脂酸钠、油酸钠、肉豆蔻酸钠中的一种或多种；

8.一种如权利要求1-7任一项所述的led灯珠用耐高温型聚邻苯二甲酰胺复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的led灯珠用耐高温型聚邻苯二甲酰胺复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，干燥条件为在100-120℃下干燥4-6h；

10.根据权利要求8所述的led灯珠用耐高温型聚邻苯二甲酰胺复合材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的设定条件为:一区温度250-270℃，二区温度260-280℃，三区温度270-290℃，四区温度280-300℃，五区温度290-310℃，机头温度为300-320℃；螺杆转速控制在220-350r/min，混合料在螺杆中输送时间为3-5min，压力为12-20pa。

技术总结本发明提供了一种LED灯珠用耐高温型聚邻苯二甲酰胺复合材料及其制备方法，涉及高分子材料技术领域，按质量百分比，包括如下组分：聚邻苯二甲酰胺45‑65％，氮化硅35‑55％，相容剂0.1‑2％，抗氧剂0.2‑0.6％，润滑剂0.2‑0.4％和成核剂0.3‑0.5％。本发明通过将β‑氮化硅与聚邻苯二甲酰胺进行共混，利用结构与热导率存在差异的PPA和β‑氮化硅材料之间产生的协同效应：使加入的β‑氮化硅在PPA内部构成一个立方体结构，从而综合增强材料的刚度，使材料可以同时吸收很多外力，并有效提高了材料的耐高温性能和导热系数。技术研发人员：廖海荣,张金诚,廖柏海受保护的技术使用者：广东聚旺科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9