本发明涉及高分子材料技术领域， 尤其涉及一种耐黄变高温尼龙复 合材料及其制备方法。

背景技术

随着电机零件， 汽车配件等的塑料化， 对塑料的耐高温性能产生了 进一步的要求。 近年来出现的各种耐高温尼龙， 例如 PA46 , PPA, PA6T , PA9T等， 填补了通用工程塑料（例如尼龙 66 , 聚酯等）和超耐高温工程 塑料（例如 LCP , PEEK等）之间的空白， 广泛应用于电子电气和汽车工 业等市场。

高温尼龙由于熔点高， 结晶度高， 在使用过程中具有一定的耐热黄 变的优点， 但在某些情况下， 仍不能满足要求。 例如在电子表面封装技 术（SMT )制程中， 塑胶原料长时间处于高温锡炉中， 导致高温尼龙材料 黄变明显， 难以满足例如 LED支架等高端产业的要求。 又如在医用照明 节能灯中， 由于内部工作温度长期处于 200摄氏度高温下， 普通的高温 尼龙材料会产生严重黄变，因此只能选择一些 非常特殊的白色 PPS材料， 导致高温尼龙材料难以在高端节能灯市场上推 广应用。

此外， 传统的尼龙抗氧剂， 例如 1098 / 168复配体系， 对高温尼龙的 抗黄变作用不大， 这是因为高温尼龙加工温度或工作温度太高， 普通抗 氧剂长期在如此环境中， 要么分解， 要么析出挥发， 难以发挥正常的抗 氧作用。

发明内容

本发明的实施例提供一种耐黄变高温尼龙复合 材料， 包括如下重量 份数的组分：

高温尼龙 34-94份 玻璃纤维 5-60份 用作稳定剂 A的耐高温非变色型受阻胺稳定剂 0. 1-2份 用作稳定剂 B的苯基次磷酸钠 0. 1-2份 用作稳定剂 C的无水磷酸二氢钠 0. 1-2份。 以及， 上述耐黄变高温尼龙复合材料的制备方法， 包括如下步骤：

①按照上述配方分别称取各组分；

②将除玻璃纤维外的各组分放入混合机中搅拌 均勾， 例如搅拌 10-30分钟；

③将步骤②中得到的混合物置于双螺杆机中， 玻璃纤维从侧喂料口 加入， 经熔融挤出， 造粒， 即得耐黄变高温尼龙复合材料。 上述方法制备的复合材料， 具有机械性能好， 热变型温度高， 初始 白度佳， 尤其是耐高温烘烤黄变性能优异。 上述材料具有制备方法工艺 筒单， 助剂来源广泛， 成本低廉， 对设备要求低的特点， 非常适于工业 化生产。

具体实施方式

本发明实施例提供一种耐黄变高温尼龙复合材 料， 包括如下重量份 数的组分:

高温尼龙 34-94份

玻璃纤维 5-60份

稳定剂 A 0. 1-2份

稳定剂 B 0. 1-2份

稳定剂 C 0. 1-2份

具体地，所使用的高温尼龙为熔点高于 280度的聚酰胺材料，如 PPA , PA46 , PA6T , PA9T, PA10T 或类似的二元或多元共聚物等。 优选耐黄变 性能优异的 PPA材料， 分子量在 20000-100000之间。

优选的， 各种稳定剂的重量份数为 0. 1-1份。

上述稳定剂 A为耐高温非变色型受阻胺稳定剂，如二（2， 2， 6， 6-四甲 基 -3-哌啶氨基） -间苯二甲酰胺 （商品牌号 S-eed ), 丁二酸与 4羟基 _2， 2， 6， 6_四甲基 _1 -哌啶乙醇聚合物（商品牌号 BW-10LD ), 对，对， -二 异丙苯基二苯胺（商品牌号 N445 )等， 此类稳定剂兼备抗氧剂和热稳定 剂的效果，耐温高，与高温尼龙相容性好，不 析出。其中优选二（ 2， 2， 6， 6- 四甲基 -3-哌啶氨基） 间苯二甲酰胺 （商品牌号 S-eed ), 该稳定剂与高 温尼龙高度相容， 并能够与高温尼龙分子键反应结合在一起， 使其对尼 龙的稳定性超越传统光稳定剂的极限。

上述稳定剂 B为苯基次磷酸钠， 此助剂还原性强， 热稳定性佳。 在 高温加工和烘烤过程中， 苯基次膦酸钠通过持续的还原反应， 将聚酰胺 受氧化显色基团还原回初始状态。 同时苯基次磷酸钠是高温尼龙高效的 成核剂， 能大大提高高温尼龙的结晶度和热变型温度。 使得易被氧化黄 变的非晶区大大减少， 将有效减少聚酰胺的黄变。

上述稳定剂 C为无水磷酸二氢钠， 此助剂能够在 200度左右的加工 条件下生成热稳定性极强的焦磷酸钠， 能有效螯合聚酰胺中残留或加工 过程带入的金属离子， 尤其是最易催化塑料黄变的铁离子， 避免高温尼 龙催化黄变反应发生。

上述耐黄变高温尼龙复合材料制备方法， 包括如下步骤：

①按照所确定的配方分别称取各组分；

②将组分中的高温尼龙与稳定剂 A, 稳定剂 B, 稳定剂 C混合搅拌 10-30分钟， ③将步骤②中得到的混合物置于双螺杆机中， 玻璃纤维从侧喂料口 加入， 经熔融挤出， 造粒。 优选的工艺条件为： 一区温度 280-310°C, 二区温度 290_320°C , 三区温度 300_330°C , 四区温度 290_320°C , 机头 温度 300_330°C, 筒停留时间为 1-2分钟， 熔体压力 10-20 MPa。

其制备方法工艺筒单， 成本低廉， 对设备要求低， 适于工业化生产。 下面以示例性的配方和制备方法， 对本发明实施例进行进一步详细 说明。

实施例 1

耐黄变高温尼龙复合材料的组分的份数配方如 下，

79.4份

20份

将上述组分中的 PPA材料与稳定剂 A,稳定剂 B,稳定剂 C在高混机 中搅拌混合均匀 15min。

将上述混合物置于双螺杆挤出机中，玻璃纤维 从侧喂料口加入， 经熔 融挤出， 造粒。 工艺条件为： 一区温度 280°C, 二区温度 290°C, 三区温 度 310°C, 四区温度 310°C, 机头温度 320°C, 筒停留时间为 1.5分钟， 熔体压力 12 MPa。

实施例 2

耐黄变高温尼龙复合材料的组分的份数配方如 下，

PPA 69份

玻璃纤维 30份

稳定剂 A S-eed 0.3份

稳定剂 B 0.5份

稳定剂 C 0.2份

将上述组分中的 PPA材料与稳定剂 A,稳定剂 B,稳定剂 C在高混机 中搅拌混合均匀 20min。

将上述混合物置于双螺杆挤出机中， 玻璃纤维从侧喂料口加入， 经 熔融挤出， 造粒。 工艺条件为： 一区温度 290°C, 二区温度 300°C, 三区 温度 320°C, 四区温度 300°C,机头温度 325 °C, 筒停留时间为 1.2分钟， 熔体压力 14 MPa。

实施例 3

耐黄变高温尼龙复合材料的组分的份数配方如 下，

PPA 58.5份

玻璃纤维 40份 稳定剂 A S-eed

稳定剂 B

稳定剂 C

将上述组分中的 PPA材料与稳定剂 A,稳定剂 B,稳定剂 C在高混机 中搅拌混合均匀 24min。

将上述混合物置于双螺杆挤出机中， 玻璃纤维从侧喂料口加入， 经 熔融挤出， 造粒。 工艺条件为： 一区温度 295 °C, 二区温度 310°C, 三区 温度 330°C, 四区温度 320°C,机头温度 330°C, 筒停留时间为 1.7分钟， 熔体压力 16 MPa。

实施例 4

耐黄变高温尼龙复合材料的组分的份数配方如 下，

PPA 48份

玻璃纤维 50份

稳定剂 A S-eed 0.5份份份份

稳定剂 B 1份

稳定剂 C 0.5份

将上述组分中的 PPA材料与稳定剂 A,稳定剂 B,稳定剂 C在高混机 中搅拌混合均匀 28min。

将上述混合物置于双螺杆挤出机中， 玻璃纤维从侧喂料口加入， 经 熔融挤出， 造粒。 工艺条件为： 一区温度 285 °C, 二区温度 315°C, 三区 温度 325 °C, 四区温度 310°C, 机头温度 320°C, 筒停留时间为 2分钟， 熔体压力 18 MPa。

实施例 5

耐黄变高温尼龙复合材料的组分的份数配方如 下，

PA46 94份

玻璃纤维 5.7份

稳定剂 A BW-10LD 0.1份

稳定剂 B 0.1份

稳定剂 c 0.1份

将上述组分中的 PA46材料与稳定剂 A, 稳定剂 B, 稳定剂 C在高混 机中搅拌混合均匀 26min。

将上述混合物置于双螺杆挤出机中， 玻璃纤维从侧喂料口加入， 经 熔融挤出， 造粒。 工艺条件为： 一区温度 275 °C, 二区温度 305 °C, 三区 温度 315°C, 四区温度 300°C, 机头温度 310°C, 筒停留时间为 2分钟， 熔体压力 17 MPa。

实施例 6

耐黄变高温尼龙复合材料的组分的份数配方如 下， 玻璃纤维

稳定剂 A N445

稳定剂 B

稳定剂 C

将上述组分中的 PA6T材料与稳定剂 A, 稳定剂 B, 稳定剂 C在高混 机中搅拌混合均匀 27min。

将上述混合物置于双螺杆挤出机中， 玻璃纤维从侧喂料口加入， 经 熔融挤出， 造粒。 工艺条件为： 一区温度 295°C, 二区温度 325°C, 三区 温度 335°C, 四区温度 320°C, 机头温度 340°C, 筒停留时间为 2分钟， 熔体压力 19MPa。

实施例 7

耐黄变高温尼龙复合材料的组分的份数配方如 下，

PA9T 34份份份份份份

玻璃纤维 60份

稳定剂 A N445 2份

稳定剂 B 2份

稳定剂 C 2份

将上述组分中的 PA9T材料与稳定剂 A, 稳定剂 B, 稳定剂 C在高混 机中搅拌混合均匀 28min。

将上述混合物置于双螺杆挤出机中， 玻璃纤维从侧喂料口加入， 经 熔融挤出， 造粒， 工艺条件为： 一区温度 285°C, 二区温度 315°C, 三区 温度 325°C, 四区温度 310°C, 机头温度 320°C, 筒停留时间为 2分钟， 熔体压力 14 MPa。

对比例 1

对比例 1材料的组分的份数配方如下，

PPA 69份

玻璃纤维 30份

抗氧剂 1098 0.5份

抗氧剂 168 0.5份

将上述组分中的 PPA材料与抗氧剂 1098, 168在高混机中搅拌混合 均匀 25min。

将上述混合物置于双螺杆挤出机中， 玻璃纤维从侧喂料口加入， 经 熔融挤出， 造粒。 工艺条件为： 一区温度 285 °C, 二区温度 315°C, 三区 温度 325 °C, 四区温度 310°C, 机头温度 320°C, 筒停留时间为 2分钟， 熔体压力 15 MPa。

对比例 2 对比例 2材料的组分的份数配方如下，

PPA 48份

玻璃纤维 50份

抗氧剂 1098 1份

抗氧剂 168 1份

将上述组分中的 PPA材料与抗氧剂 1098, 168在高混机中搅拌混合 均匀 25min。

将上述混合物置于双螺杆挤出机中， 玻璃纤维从侧喂料口加入， 经 熔融挤出， 造粒。 工艺条件为： 一区温度 290°C , 二区温度 315°C , 三区 温度 330°C , 四区温度 320°C , 机头温度 320°C , 筒停留时间为 2分钟， 熔体压力 18 MPa。 性能测试实验：

将按上述方法完成的粒子事先在 120°C的鼓风烘箱中干燥 3 - 6 小 时， 然后再将干燥好的粒子材料在注射机上进行注 射成型制样， 注射成 型模温控制在 120°C。

拉伸强度测试按 ASTM D638 标准进行， 试样尺寸为 180 χ 12.7 χ 3.2mm, 拉伸速度为 50mm/min; 弯曲性能测试按 ASTM D790标准进行， 试样尺寸为 128mm X 13mm X 3.2mm, 弯曲速度为 3mm/min, 跨距为 64mm; 悬臂梁沖击强度按 ASTM D256标准进行， 试样尺寸为 63.5mm χ 12.7mm χ 4.2mm, 缺口尺寸为试样厚度的五分之一； 热变型温度按 ASTM D648标准 进行测试负荷为 1.82MPa, 样条尺寸为 128mm X 13mm X 6.4mm; 初始白度 按 GB 2913-82标准进行测试，样条尺寸为 lOOmmx 100mm χ 3.2mm; 黄变 指数按 JIS K 7103-1977标准进行测试， 测试样条尺寸为 50mmx 50mm 3.2mm, 材料分别在 200度的烘箱中烘烤 24h, 72h和 168h后测试。 各项指标性能测试的结果见表 1。

表 1 实施实施实施实施实施实施实施对比对比 项目

例 1 例 2 例 3 例 4 例 5 例 6 例 7 例 1 例 2 高温尼龙（％) 79.4 69 58.5 48 94 37 34 69 48 玻璃纤维（%) 20 30 40 50 5.7 60 60 30 50 稳定剂 A (%) 0.2 0. 3 0.4 0.5 0. 1 1 2 - - 稳定剂 B (%) 0. 3 0.5 0.8 1 0. 1 1 2 - - 稳定剂 C (%) 0.1 0.2 0. 3 0.5 0. 1 1 2 - - 1098/168 (%) - - - - - - - 1 2 拉伸强度 (Mpa) 162 198 224 253 98 278 271 190 244 弯曲强度（Mpa) 270 305 332 365 131 361 356 298 351 缺口沖击强度

92 105 116 130 55 125 138 100 121 ( J/m)

热变型温度

275 280 285 285 225 296 292 275 280 ( 1.82MPa )

白度 85 83 82 82 80 82 85 75 68 初始黄变指数 YI 5.2 5.4 5.8 6.0 6.7 6.0 5.9 6.5 7.2 黄变指数 YI

6.9 6.2 6.6 6.7 9.7 8.2 7.3 10.8 9.5 ( 200度 24h)

黄变指数 YI

10.7 8.8 8.6 8.5 16.8 12.1 9.8 18.6 17.3 ( 200度 72h)

黄变指数 YI

14.3 12.5 11.7 11.2 26.3 15.5 13.7 34.2 31.9 ( 200度 168h ) 比较实施例与对比例可以看出， 添加本发明的稳定剂体系比添加传 统的 1098/168稳定体系， 在机械强度、 韧性、 热变型温度和材料的白度 等方面一般都有所提高，尤其是 200度高温热烘烤后，黄变指数 YI变化 更小。 这充分说明了本发明的高温尼龙复合材料的耐 热黄变效果十分优 异， 其中实施例 4中的各组分配比所制备的高温尼龙复合材料� �耐黄变 效果最佳。 综上所述， 本发明所制备的高温尼龙复合材料， 制备出的高温尼龙 材料具有良好的物理机械性能及优异的耐热黄 变性能， 可弥补现在高温 尼龙技术上的缺陷， 广泛应用于高温电子元器件中， 特别适用于如 LED 支架， 连接器， 线圏骨架， 高温灯座配件等， 以满足聚酰胺加工应用企 业在电子电器， 通讯照明设备， 以及国防工业等领域的使用需求。 本发 明实施例制备方法， 操作筒单、 成本低廉， 对设备要求低， 非常适于工 业化生产， 具有广阔的应用前景。

以上所述仅为本发明的较佳实施例， 只是用于帮助理解本发明并不 用以限制本发明。 对于本领域的一般技术人员， 依据本发明的思想， 可 以对上述具体实施方式进行变化。