專(zhuān)利名稱(chēng)：一種無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程塑料技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料及其制備方法
背景技術(shù)：
隨著國(guó)內(nèi)國(guó)外對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)和力度的加強(qiáng)，對(duì)電子電氣設(shè)備材料的環(huán)保友好性能的要求也日益嚴(yán)格。20世紀(jì)70年代，人們發(fā)現(xiàn)在電子電氣設(shè)備材料中添加適當(dāng)?shù)淖枞紕┠軌虼蟠筇岣卟牧系姆阑鹦阅?，為此各?guó)相繼開(kāi)發(fā)各種阻燃材料。其中，傳統(tǒng)的鹵素阻燃劑其具有較好的阻燃性能，然而，鹵素阻燃劑燃燒產(chǎn)生的煙霧中含有氫鹵酸氣體，該氣體可對(duì)電路系統(tǒng)和其他金屬產(chǎn)生較強(qiáng)的腐蝕作用，給電氣安全帶來(lái)極大的隱患；氫鹵酸也對(duì)人體的呼吸系統(tǒng)和其他器官有強(qiáng)烈的刺激作用；再者，某些鹵系阻燃劑的燃燒和再循環(huán)會(huì)形成二惡瑛類(lèi)化合物，對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響。因而，含鹵素阻燃劑的電子電氣設(shè)備材料已不符合人們對(duì)該類(lèi)材料的環(huán)保要求。為此，人們又研發(fā)了許多無(wú)鹵阻燃劑，其中包括磷系阻燃劑，氮系阻燃劑，有機(jī)含硅化合物阻燃劑、金屬氫氧化物阻燃劑以及膨脹型阻燃劑。其中，磷氮系阻燃劑較為常用。 然而，磷系阻燃劑燃燒過(guò)程發(fā)煙量較大，及阻燃劑耐熱穩(wěn)定性不高，給生產(chǎn)加工帶來(lái)很大不便。另外無(wú)機(jī)磷系阻燃劑在燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有害氣體磷化氫，已逐漸被列入環(huán)保管控項(xiàng)目。氮系阻燃劑在大部分塑料基體中分散較困難，阻燃產(chǎn)品難加工，因此一定程度上限制了氮系阻燃劑的使用。另一方面，進(jìn)口氮磷系阻燃劑價(jià)格昂貴(如科萊恩)，材料成本太高，實(shí)際生產(chǎn)中無(wú)法替代鹵素類(lèi)阻燃產(chǎn)品，從而難以滿(mǎn)足客戶(hù)和市場(chǎng)的需求；而采用國(guó)產(chǎn)氮磷系阻燃劑雖然也可生產(chǎn)無(wú)鹵阻燃工程塑料材料，但由于國(guó)產(chǎn)阻燃劑分子量偏低，耐熱穩(wěn)定性較差，要達(dá)到阻燃效果則需在工程塑料材料中大量添加，從而嚴(yán)重降低材料性能；如果在工程塑料材料中少量添加，又無(wú)法達(dá)到阻燃效果，從而無(wú)法滿(mǎn)足應(yīng)用要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料及其制備方法，該無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料以尼龍6、尼龍66、尼龍6和66的共聚物主要原料，在雙螺桿擠出機(jī)中與蜜胺聚磷酸鹽、次磷酸鹽、三聚氰胺氰尿酸鹽、玻璃纖維、納米高嶺土、熱塑性彈性體接枝物等高分子材料混合，、以適宜的工藝條件共混改性，從而生產(chǎn)出性能上可完全替代鹵素阻燃尼龍的產(chǎn)品；所述無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料采用無(wú)鹵環(huán)保阻燃劑，燃燒過(guò)程發(fā)煙量少，并且無(wú)毒副物質(zhì)生成，阻燃性達(dá)到UL94-V0級(jí)，達(dá)到R0HS、 REACH、無(wú)鹵等環(huán)保要求。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，該無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料含有主料，改性劑和助劑；所述主料選自尼龍6，尼龍66、尼龍6/66聚合物或其任意混合物，所述改性劑含有蜜胺聚磷酸鹽，次磷酸鹽，納米高嶺土，三聚氰胺氰尿酸鹽，玻璃纖維和熱塑性彈性體接枝物；所述助劑含有抗氧劑和潤(rùn)滑劑；該無(wú)商阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料所含各組分的質(zhì)量百分含量如下 主料尼龍30-60%; 改性劑蜜胺聚磷酸鹽10-30% ；次磷酸鹽1-5% ； 納米高嶺土1-10% ；三聚氰胺氰尿酸鹽0-5% ； 玻璃纖維10-35% 熱塑性彈性體接枝物2-10% ； 助劑 1-2%。較佳地，所述的無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，所含組分及各組分的質(zhì)量百分
含量如下 主料尼龍 33-48. 5%改性劑蜜胺聚磷酸鹽15-28% ；次磷酸鹽 1-5%納米高嶺土2-8%三聚氰胺氰尿酸鹽 0-2% 玻璃纖維 15-30% 熱塑性彈性體接枝物 3-8% ；助劑 1-2%。所述熱塑性彈性體接枝物為馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴彈性體Ρ0Ε、馬來(lái)酸酐接枝 EPDM、馬來(lái)酸酐接枝SEBS或其任意混合物。所述助劑含有抗氧劑和潤(rùn)滑劑。所述抗氧劑選自1098、168或其混合物。所述潤(rùn)滑劑選自硬脂酸鈣、TAF或其混合物。所述的無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的制備方法，包括如下具體步驟步驟A 按配方稱(chēng)量主料，改性劑和助劑；步驟B:將主料與一部分用量的改性劑和助劑預(yù)混后，在低剪切螺紋組合的雙螺桿擠出機(jī)上進(jìn)行預(yù)處理，在230士30°C，加入剩余量的改性劑進(jìn)行共混、改性，以0. 085MPa 的負(fù)壓排除水份后，擠出拉條，再經(jīng)冷卻、吹干、切粒、篩分，即得到所述無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料。本發(fā)明所述的無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，其基料采用尼龍6，尼龍66、尼龍 6/66聚合物，原料易得，價(jià)格低廉。阻燃劑采用蜜胺聚磷酸鹽，其成本交底，價(jià)格便宜。尼龍中加入蜜胺聚磷酸鹽后，由于胺聚磷酸鹽中磷、氮元素共存，燃燒過(guò)程中蜜胺聚磷酸鹽釋放酸源和氣源，促進(jìn)尼龍降解形成膨脹炭層，既可吸附熔滴，也可使內(nèi)部基材與氧、熱隔絕，達(dá)到阻燃效果。然而，單純的尼龍/蜜胺聚磷酸鹽體系仍存在一些缺陷。其中之一就是若要達(dá)到較高的阻燃級(jí)別，必須添加大量的胺聚磷酸鹽，致使材料的力學(xué)性能，尤其是沖擊強(qiáng)度降低，不能滿(mǎn)足應(yīng)用要求。因此，為了降低蜜胺聚磷酸鹽的用量。本發(fā)明所述無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料中還加入了次磷酸鹽、三聚氰胺氰尿酸鹽和納米高嶺土進(jìn)行輔助阻燃。次磷酸鹽可增加阻燃體系的酸源，三聚氰胺氰尿酸鹽可增加阻燃體系的氣源，從而更好的促進(jìn)尼龍材料膨脹成炭。納米高嶺土中含水的鋁硅酸鹽成分在材料燃燒時(shí)可釋放出分子水，有助于降低溫度和成炭隔絕空氣；從而在保證材料性能的同時(shí)得到更好的阻燃效果。本發(fā)明所述的無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，在尼龍降解形成膨脹炭層的過(guò)程中，蜜胺聚磷酸鹽中的磷元素幾乎完全留在凝聚相，不進(jìn)入氣相，從而不會(huì)污染環(huán)境。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明所述的無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，采用無(wú)鹵環(huán)保阻燃劑，燃燒過(guò)程發(fā)煙量少，并且無(wú)毒副物質(zhì)生成，阻燃性達(dá)到UL94-V0級(jí)，達(dá)到R0HS、 REACH、無(wú)鹵等環(huán)保要求，其原料廉價(jià)易得，成本交底。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍，并不局限于此。—種無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，該無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料含有主料，改性劑和助劑；所述主料選自尼龍6，尼龍66、尼龍6/66聚合物或其任意混合物，所述改性劑含有蜜胺聚磷酸鹽，次磷酸鹽，納米高嶺土，三聚氰胺氰尿酸鹽，玻璃纖維和熱塑性彈性體接枝物；所述助劑含有抗氧劑和潤(rùn)滑劑；該無(wú)商阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料所含各組分的質(zhì)量百分含量如下主料尼龍改性劑蜜胺聚磷酸鹽次磷酸鹽納米高嶺土三聚氰胺氰尿酸鹽玻璃纖維熱塑性彈性體接枝物助劑
30-60% ； 10-30% ；
1-5%； 1-10% ；
0-5%； 10-35%
2-10%；
1-2%。 較佳地，所述的無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，所含組分及各組分的質(zhì)量百分含量如下主料尼龍改性劑蜜胺聚磷酸鹽次磷酸鹽納米高嶺土三聚氰胺氰尿酸鹽玻璃纖維熱塑性彈性體接枝物助劑
33-48. 5% 15-28% ；
1-5%；
2-8%； 0-2% ； 15-30% ； 3-8% ； 1-2%。所述熱塑性彈性體接枝物為馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴彈性體Ρ0Ε、馬來(lái)酸酐接枝 EPDM、馬來(lái)酸酐接枝SEBS或其任意混合物。所述助劑含有抗氧劑和潤(rùn)滑劑。
所述抗氧劑選自1098、168或其混合物。所述潤(rùn)滑劑選自硬脂酸鈣、TAF或其混合物。如表1所示為本發(fā)明實(shí)施例1-9無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料含有的組分及各
組分含量。表1實(shí)施例1-9無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料含有的組分及各組分含量
權(quán)利要求
1.一種無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，其特征在于，該無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料含有主料，改性劑和助劑；所述主料選自尼龍6，尼龍66、尼龍6/66聚合物或其任意混合物，所述改性劑含有蜜胺聚磷酸鹽，次磷酸鹽，納米高嶺土，三聚氰胺氰尿酸鹽，玻璃纖維和熱塑性彈性體接枝物；所述助劑含有抗氧劑和潤(rùn)滑劑；該無(wú)商阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料所含各組分的質(zhì)量百分含量如下主料尼龍30-60%;改性劑蜜胺聚磷酸鹽 10-30% ； 次磷酸鹽1-5% ；納米高嶺土1-10% ；三聚氰胺氰尿酸鹽0-5% ；玻璃纖維10-35% ；熱塑性彈性體接枝物2-10% ；助劑1-2%。
2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所含組分及各組分的質(zhì)量百分含量如下主料尼龍33-48.5%;改性劑蜜胺聚磷酸鹽 15- % ； 次磷酸鹽1-5% ；納米高嶺土2-8% ；三聚氰胺氰尿酸鹽0-2% ；玻璃纖維15-30% ；熱塑性彈性體接枝物3-8% ；助劑1-2%。
3.如權(quán)利要求1或2所述的無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述熱塑性彈性體接枝物為馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴彈性體Ρ0Ε、馬來(lái)酸酐接枝EPDM、馬來(lái)酸酐接枝SEBS 或其任意混合物。
4.如權(quán)利要求1或2所述的無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述助劑含有抗氧劑和潤(rùn)滑劑。
5.如權(quán)利要求4所述的無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述抗氧劑選自1098、168或其混合物。
6.如權(quán)利要求4所述的無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述潤(rùn)滑劑選自硬脂酸鈣、TAF或其混合物。
7.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括如下具體步驟步驟A 按配方稱(chēng)量主料，改性劑和助劑；步驟B:將主料與一部分用量的改性劑和助劑預(yù)混后，在低剪切螺紋組合的雙螺桿擠出機(jī)上進(jìn)行預(yù)處理，在230士30°C，加入剩余量的改性劑進(jìn)行共混、改性，以0. 085MPa的負(fù)壓排除水份后，擠出拉條，再經(jīng)冷卻、吹干、切粒、篩分，即得到所述無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料及其制備方法，該無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料以尼龍6、尼龍66、尼龍6和66的共聚物主要原料，在雙螺桿擠出機(jī)中與蜜胺聚磷酸鹽、次磷酸鹽、三聚氰胺氰尿酸鹽、玻璃纖維、納米高嶺土、熱塑性彈性體接枝物等高分子材料混合，以適宜的工藝條件共混改性，從而生產(chǎn)出性能上可完全替代鹵素阻燃尼龍的產(chǎn)品；所述無(wú)鹵阻燃納米增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料采用無(wú)鹵環(huán)保阻燃劑，燃燒過(guò)程發(fā)煙量少，并且無(wú)毒副物質(zhì)生成，阻燃性達(dá)到UL94-V0級(jí)，達(dá)到ROHS、REACH、無(wú)鹵等環(huán)保要求。
文檔編號(hào)C08K3/34GK102167904SQ20111011073
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者楊冬, 梁效禮, 高原, 黃俊輝 申請(qǐng)人:東莞市意普萬(wàn)工程塑料有限公司