[发明专利]一种高耐热聚酰胺组合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高耐热聚酰胺组合物及其制备方法，包括聚酰胺25.0～98.0wt％、环氧树脂0.5～15.0wt％、稳定剂0.01～3.0wt％和增强剂0.01～60.0wt％，或还包括功能助剂0.01～5.0wt％，且质量百分比含量之和为100wt％，聚酰胺为具有熔点的半结晶聚酰胺，且熔点不低于200℃，环氧树脂的环氧当量为100～2500g/eq。本发明通过挑选高端氨基、低端羧基的聚酰胺基材降低自由基的产生，同时利用环氧树脂的耐高温老化性能阻隔氧气侵蚀聚酰胺树脂发生热氧老化，以及通过环氧基团的强极性改善聚酰胺与增强剂的相容性，克服现有聚酰胺模塑组合物高温热老化性能和机械性能不足的问题。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种高耐热聚酰胺组合物及其制备方法。

背景技术

聚酰胺组合物，具有出色的机械性能、耐久性、耐腐蚀性、耐热性等特性，正越来越多的被应用在“以塑代钢”产品领域。这些产品通常在寿命期间需要暴露在高温环境，要求长期抗热氧老化降解。在某些极端条件下如汽车涡轮增压发动机中冷器气室，聚酰胺组合物制件的长期工作温度超过200℃，同时要求制件较传统工程塑料制件具有更长的保修期限。在超过200℃的温度下，传统聚酰胺组合物会很快热氧降解，不但机械性能衰退非常明显，而且材料会很快碳化导致结构失效。

聚酰胺的弱点是主链上端羧基和氮原子相邻的亚甲基上的碳-碳键在热氧老化时容易断裂并产生过氧自由基。现有的抗热老化技术，主要通过聚酰胺组合物中添加各类热稳定剂，所添加的抗氧剂能起到抑制自由基链反应的进行，打断主链的氧化循环，从而实现保护材料的目的。常规的热稳定剂包括受阻酚、亚磷酸酯、芳胺类抗氧剂和铜盐及其衍生物。受阻酚、亚磷酸酯和芳胺类抗氧剂在150℃以下时具有良好的热稳定效果，而铜盐热稳定剂(如CuI/KI 复配)是150℃以上高温热稳定应用的主要选择，但其长效稳定温度一般只能胜任180℃温度以下，200℃以上高温热稳定不足或不够稳定，长时间处于热应力。

中国专利申请CN103709732A在铜盐热稳定剂的基础上，添加至少一种成核剂，并且将炭黑排除在外，该组合物实现了在230℃下长期热稳定效果；CN101107320A和CN102245706 A 利用铁离子作为热稳定剂实现在200℃以上温度的长期热稳定效果；CN102597114A和 CN102112526A基于多元醇热稳定聚酰胺组合物实现210-230℃条件下长期热稳定效果，但要求组合物需具有小于25ppm的铜含量，但是热塑性组合物包含增强剂，而矿物增强剂难以完全摆脱铜元素，导致在大规模工业量产时较难实现。上述现有的已知模塑组合物中抗热老化性仍然不足或不够稳定，长时间处于热应力下尤为如此。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有聚酰胺模塑组合物高温热老化性能和机械性能不足的问题，提供一种高耐热聚酰胺组合物，具有改善的高温热老化性能和良好的机械性能，以及成本优势。

本发明的另一目的是提供所述高耐热聚酰胺组合物的制备方法。

本发明的上述发明目的通过以下技术方案实现：

本发明的高耐热聚酰胺组合物，包括以下质量百分比含量的组分：

或还包括

(e)功能助剂 0.01～5.0wt％；

其中，组合(a)至组分(e)的质量百分比含量之和为100wt％。

本发明的(a)成分聚酰胺，是指主链节含有极性酰胺基团(—[NHCO]—)的聚合物，为一种或多种二羧酸和一种或多种二胺，和/或一种或多种氨基羧酸，和/或一种或多种环状内酰胺的开环聚合反应产物的缩聚物；其为具有熔点的半结晶聚酰胺，且熔点至少为200℃，优选熔点至少为210℃，进一步优选熔点为240℃。选择更高熔点聚酰胺可以保证高耐热聚酰胺组合物的高温应用。