[發(fā)明專利]阻燃耐磨半芳香聚酰胺組合物

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710030790.8
• 申請(qǐng)日: 2007-10-11
• 公開（公告）號(hào): CN101134844A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅軼;譚頌斌;李天化;劉述梅;趙建青
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東銀禧科技有限公司
• 主分類號(hào): C08L77/00
• 分類號(hào): C08L77/00;C08K9/00;C08L77/02;C08L77/06;C08L23/06;C08L51/06;C08K3/30;C08K3/38
• 代理公司: 深圳市順天達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 蔣海燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及阻燃耐磨半芳香聚酰胺組合物，具體涉及一種阻燃耐磨半芳香聚酰胺組合物。

背景技術(shù)

工程塑料一般具有優(yōu)異的自潤(rùn)滑性、耐磨、低摩擦和特殊的抗咬合性等特點(diǎn)，即使在潤(rùn)滑條件不良的情況下也能正常工作，是理想的耐磨材料。聚酰胺結(jié)構(gòu)規(guī)整性好、結(jié)晶性強(qiáng)，與其它工程塑料相比，自潤(rùn)滑性更突出，磨耗量和摩擦因素均很小，更適合做耐磨材料。由對(duì)苯(間)二甲酸單元和具有6～12個(gè)碳原子的亞烷基二胺單元構(gòu)成的半芳香族聚酰胺，由于在主鏈中導(dǎo)入了芳香環(huán)，耐熱性和力學(xué)性能提高，吸水率降低，如包含了壬二胺與對(duì)苯二甲酸縮合單元的聚酰胺PA9T，熔點(diǎn)高于320℃，耐焊接溫度可達(dá)290℃，吸水率低，尺寸穩(wěn)定性好，含有己二酰己二胺單元和間苯二甲酰己二胺單元的聚酰胺PA6T熔點(diǎn)高于300℃，耐水解性優(yōu)良。半芳香族聚酰胺在高溫、超低溫、高真空，有化學(xué)介質(zhì)的場(chǎng)合下具有更良好的耐磨性能，特別合適用作滑動(dòng)部件如制造齒輪、渦輪、凸輪等傳動(dòng)零件，以及軸承、襯套、導(dǎo)軌、活塞環(huán)等耐磨、減摩零件及一般的結(jié)構(gòu)零件。但單獨(dú)的半芳香聚酰胺阻燃性能不夠，剛性和尺寸穩(wěn)定性不高，在高速摩擦中，磨損量較高，摩擦因數(shù)較大，很難滿足在高負(fù)荷下長(zhǎng)期具有表面耐磨損和低摩擦性質(zhì)的無(wú)毒自潤(rùn)滑工程結(jié)構(gòu)材料的使用需求。

在半芳香聚酰胺阻燃改性方面，最一般的方法是添加鹵素或磷系阻燃劑，但它們存在諸如產(chǎn)生有害氣體，分解溫度低等缺陷，無(wú)機(jī)金屬氫氧化物如氫氧化鎂分解溫度較高，吸熱量大，分解生成的活性氧化鎂附著于可燃物表面進(jìn)一步阻止燃燒的進(jìn)行，而且還能夠大量吸收橡膠、塑料等高分子燃燒所產(chǎn)生的有害氣體、煙霧及未完全燃燒的熔化殘留物，使燃燒很快停止，在整個(gè)阻燃過(guò)程中沒有任何有害物質(zhì)產(chǎn)生，同時(shí)具備填充作用而深受歡迎，但現(xiàn)有技術(shù)中氫氧化鎂填充量在40％以上才有一定的阻燃效果。采用硅烷偶聯(lián)劑和(或)磷酸酯偶聯(lián)劑濕法預(yù)處理過(guò)的氫氧化鎂和硼酸鋅復(fù)合物阻燃半芳香聚酰胺，用量30％左右即有較高的阻燃效率。超高分子量聚乙烯工程塑料摩擦系數(shù)小，磨耗低，自潤(rùn)滑性和耐沖擊性強(qiáng)，其抗磨耗性居塑料之冠，并超過(guò)某些金屬，具有極低的摩擦因數(shù)(0.05～0.11)，在水潤(rùn)滑條件下是聚酰胺66和聚甲醛的1/2，其砂漿磨耗指數(shù)僅是聚酰胺6的1/5，是碳鋼的1/7，黃銅的1/27，當(dāng)它以滑動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)形式工作時(shí)，比鋼和黃銅添加潤(rùn)滑油后的潤(rùn)滑性還好。為了進(jìn)一步提高阻燃半芳香聚酰胺的耐磨性和潤(rùn)滑性，采用添加高分子量聚乙烯(UHMWPE)和二硫化鉬的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，提供一種改進(jìn)的阻燃與耐磨性的半芳香聚酰胺組合物。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案中，以半芳香聚酰胺為基材，添加偶聯(lián)劑處理過(guò)的氫氧化鎂、硼酸鋅改進(jìn)阻燃性，超高分子量聚乙烯、二硫化鉬提高耐磨性，加入不飽和羧酸或酸酐接枝聚乙烯以提高極性聚酰胺與非極性的超高分子量聚乙烯及各組分的相互作用。各組分的添加量相對(duì)于整個(gè)半芳香聚酰胺組合物的質(zhì)量為：40～55％半芳香聚酰胺、5～15％聚酰胺6或聚酰胺66、20～30％氫氧化鎂、1～8％硼酸鋅，5～15％超高分子量聚乙烯、2～8％不飽和羧酸或羧酸酐接枝高密度聚乙烯、0.5～3％二硫化鉬、0.2～0.5％偶聯(lián)劑。

上述半芳香聚酰胺的芳族單體對(duì)苯二甲酸或間苯二甲酸的量至少是二羧酸結(jié)構(gòu)單元的50摩爾％(mol％)，脂肪族二胺為6～12個(gè)碳原子的亞烷基二胺，其熔點(diǎn)為280～320℃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為95～120℃。

上述半芳香聚酰胺為包含60-100mol％對(duì)苯二甲酸單元的二元羧酸單元和包含60-100mol％1，9-壬二胺和/或2-甲基-1，8-辛二胺單元的聚酰胺樹脂PA9T和含有己二酰己二胺單元和間苯二甲酰已二胺單元的半芳香族聚酰胺樹脂PA6T。

上述氫氧化鎂粒徑小于10μm更優(yōu)，適宜用量為20～30％，用量小于20％，則阻燃性、剛性、抗蠕變性提高不大，大于30％則沖擊強(qiáng)度下降較多。

上述超高分子量聚乙烯的重均分子量為2×10⁶以上。

上述超高分子量聚乙烯中可加入少量的硬酯酸和硬酯酸鋅、多元醇酯(PETS)、聚乙烯臘常用潤(rùn)滑劑。

上述不飽和羧酸或羧酸酐接枝高密度聚乙烯導(dǎo)入羧酸的化合物有丙烯酸、甲基丙烯酸、呋喃羧酸、乙烯基乙酸等不飽和單羧酸和馬來(lái)酸、富馬酸、衣康酸等不飽和二元羧酸；導(dǎo)入羧酸酐的化合物有馬來(lái)酸酐、富馬酸酐、衣康酸酐等。

上述二硫化鉬粒徑小于30μm。