高结晶性生物基半芳香族聚酰胺材料及其制备方法

本发明涉及一种聚酰胺材料，具体涉及到一种结晶性能优异的生物基半芳香族聚酰胺材料及其制备方法，属于高分子材料。

背景技术：

1、半芳香族聚酰胺作为常见的高温尼龙，既有芳香族尼龙的优异性能，又有脂肪族尼龙的加工性能，是一类具有优异性能的材料，在电子电器、led照明、汽车工业等领域得到广泛应用。但随着社会的不断发展，对半芳香族聚酰胺的要求逐渐提高，特别是阻燃性能。由于聚酰胺阻燃性能较差而引起的火灾不计其数，造成极大损失。因此，对聚酰胺的阻燃改性成为当今学术界与工业界共同关注与攻关的课题。

2、当前，对于半芳香族聚酰胺的阻燃改性方向之一为硼酸化合物阻燃剂，硼酸化合物是一种环保型的非卤素阻燃剂，具备无毒、低水溶性、高热稳定性、粒度小比重等特点。国家发明专利cn1 14292517a中将硼酸盐、次磷酸盐和三聚氰胺多聚磷酸盐复配作为一种高效阻燃剂，制备得到具有v0等级的复合材料。国家发明专利cn1 12029280a通过复配阻燃剂硼酸盐、次磷酸盐、三聚氰胺衍生物和阻燃协效剂制备出具有较好阻燃等级聚酰胺复合材料，且对电性能无负面影响。国家发明专利cn 111073307a通过将硼酸盐、聚磷酰胺和磷酸酯制备成阻燃母粒应用于聚酰胺树脂中，可得到极限氧指数≥30的复合材料。但值得注意的是，采用硼酸盐作为阻燃剂，虽然能够有效提高聚酰胺复合材料的阻燃性能，但对复合材料的结晶性能存在负面作用，进一步影响聚酰胺复合材料的力学性能、加工性能等。

3、对此，为了改善提高聚酰胺材料的结晶性能，在聚酰胺树脂中添加无机成核剂、有机成核剂等促进结晶是目前常见的方法和方式。但是成核剂本身对提高聚酰胺结晶性能的作用效果有限，并且使用过程中对成核剂的分散程度要求较高。因此，急需研发一种具备高阻燃性能和高结晶性能的聚酰胺复合材料，满足市场的需求。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是解决上述技术存在的缺陷，提供一种结晶性能优异的生物基半芳香族聚酰胺材料及其制备方法，该材料不仅具有优异的结晶性能，还具有优异的机械性能、阻燃性能和可加工性能。

2、为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

3、本发明实施例提供了一种高结晶性生物基半芳香族聚酰胺材料，它由如下材料组成：生物基半芳香聚酰胺、玻璃纤维、溴化聚苯乙烯、硼酸化合物、1，1-双(二苯基膦基)二茂铁二溴化钯、癸二酸二苄酯和助剂。

4、在一些实施例中，所述高结晶性生物基半芳香族聚酰胺材料是由按照重量份计算的如下材料组成的：生物基半芳香聚酰胺32.0～52.0份、玻璃纤维15.0～45.0份、溴化聚苯乙烯15.0～25.0份、硼酸化合物1.0～3.0份、1，1-双(二苯基膦基)二茂铁二溴化钯1.0～6.0份、癸二酸二苄酯0.5～3.0份和助剂0.5～1.5份。

5、本发明实施例还提供了一种高结晶性生物基半芳香族聚酰胺材料的制备方法，其包括：将生物基半芳香聚酰胺、溴化聚苯乙烯、硼酸化合物、1，1-双(二苯基膦基)二茂铁二溴化钯、癸二酸二苄酯、助剂和玻璃纤维的混合物充分熔融塑化，之后拉条、冷却、切粒，得到高结晶性生物基半芳香族聚酰胺材料。

6、与现有技术相比，本发明具有如下优点：

7、本发明通过1，1-双(二苯基膦基)二茂铁二溴化钯作为阻燃剂和结晶成核剂，复合癸二酸二苄酯促进剂，使得本发明生物基半芳香族聚酰胺材料具有优异的机械性能、阻燃性能和可加工性能，并且该材料具有优异的结晶性能、成型周期短、高温蠕变性能佳等优点。

技术特征：

1.一种高结晶性生物基半芳香族聚酰胺材料，其特征在于，所述高结晶性生物基半芳香族聚酰胺材料由如下材料组成：生物基半芳香聚酰胺、玻璃纤维、溴化聚苯乙烯、硼酸化合物、1，1-双(二苯基膦基)二茂铁二溴化钯、癸二酸二苄酯和助剂。

2.根据权利要求1所述的高结晶性生物基半芳香族聚酰胺材料，其特征在于，所述高结晶性生物基半芳香族聚酰胺材料是由按照重量份计算的如下材料组成的：生物基半芳香聚酰胺32.0～52.0份、玻璃纤维15.0～45.0份、溴化聚苯乙烯15.0～25.0份、硼酸化合物1.0～3.0份、1，1-双(二苯基膦基)二茂铁二溴化钯1.0～6.0份、癸二酸二苄酯0.5～3.0份和助剂0.5～1.5份。

3.根据权利要求1所述的高结晶性生物基半芳香族聚酰胺材料，其特征在于：所述生物基半芳香聚酰胺为pa5t-56多元共聚物，熔点为305℃～320℃，相对粘度为2.0～2.5。

4.根据权利要求1所述的高结晶性生物基半芳香族聚酰胺材料，其特征在于：所述玻璃纤维为短切玻璃纤维，直径为9～12μm，长度为3～4.5mm。

5.根据权利要求1所述的高结晶性生物基半芳香族聚酰胺材料，其特征在于：所述1，1-双(二苯基膦基)二茂铁二溴化钯与癸二酸二苄酯的质量比为3∶1～1∶1。

6.根据权利要求1所述的高结晶性生物基半芳香族聚酰胺材料，其特征在于：所述硼酸化合物包括无水硼酸锌、硼砂和硼酸中的任意一种或两种以上的混合物。

7.根据权利要求1所述的高结晶性生物基半芳香族聚酰胺材料，其特征在于：所述助剂包括抗氧剂和润滑剂的组合，优选的，所述高结晶性生物基半芳香族聚酰胺材料中抗氧剂的重量份数为0.1～0.5份，优选的，所述高结晶性生物基半芳香族聚酰胺材料中润滑剂的重量份数为0.2～1.0份。

8.根据权利要求7所述的高结晶性生物基半芳香族聚酰胺材料，其特征在于：所述抗氧剂包括抗氧剂1098，所述润滑剂包括润滑剂ptes。

9.如权利要求1-8中任一项所述高结晶性生物基半芳香族聚酰胺材料的制备方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，具体包括：将生物基半芳香聚酰胺、溴化聚苯乙烯、硼酸化合物、1，1-双(二苯基膦基)二茂铁二溴化钯、癸二酸二苄酯和助剂由双螺杆挤出设备的主喂料口进料，玻璃纤维由侧喂进料添加，经过双螺杆输送和剪切作用下，使混合物充分熔融塑化，之后拉条、冷却、切粒，得到高结晶性生物基半芳香族聚酰胺材料。

技术总结
本发明公开了一种高结晶性生物基半芳香族聚酰胺材料及其制备方法。所述高结晶性生物基半芳香族聚酰胺材料由如下材料组成：生物基半芳香聚酰胺、玻璃纤维、溴化聚苯乙烯、硼酸化合物、1，1‑双(二苯基膦基)二茂铁二溴化钯、癸二酸二苄酯和助剂。所述高结晶性生物基半芳香族聚酰胺材料通过双螺杆挤出机制备。本发明通过1，1‑双(二苯基膦基)二茂铁二溴化钯和癸二酸二苄酯复合协作，使得本发明所得生物基半芳香族聚酰胺材料具有优异的机械性能、阻燃性能和可加工性能，并且该材料具有优异的结晶性能，成型周期短，高温蠕变性能佳等优点。

技术研发人员：刘艳林,倪金平,汤兆宾
受保护的技术使用者：中国科学院宁波材料技术与工程研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13