無(wú)鹵阻燃聚酰胺材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)鹵阻燃聚酰胺材料，其主要成分按重量份計(jì)包括：聚酰胺40～72份，無(wú)鹵阻燃劑8～15份，阻燃協(xié)效劑3～9份，加工助劑0.5～2份，增強(qiáng)改性劑0～40份；其中，所述無(wú)鹵阻燃劑為次磷酸鹽；所述阻燃協(xié)效劑為硅含量為30%-60%的錫酸硅。本發(fā)明通過(guò)添加阻燃協(xié)效劑錫酸硅來(lái)降低無(wú)鹵阻燃劑次磷酸鹽的使用量，阻燃性能和力學(xué)性能比未添加錫酸硅的阻燃材料更優(yōu)異，成本得到降低；未添加錫酸硅的阻燃材料，盡管阻燃劑次磷酸鹽含量很高，但GWIT仍然做不到960℃，而本發(fā)明通過(guò)添加錫酸硅，使材料的GWIT得到大幅提升，基本都可以達(dá)到960℃。
【專利說(shuō)明】無(wú)鹵阻燃聚酰胺材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)鹵阻燃聚酰胺材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]聚酰胺樹(shù)脂具有耐磨、耐油、耐沖擊、耐疲勞、耐腐蝕、自潤(rùn)滑性能優(yōu)良、摩擦系數(shù)小等優(yōu)異的特性，應(yīng)用十分廣泛。阻燃改性聚酰胺因其力學(xué)性能突出，阻燃性能優(yōu)異，廣泛應(yīng)用于電子、電氣、交通運(yùn)輸、電動(dòng)工具及機(jī)械零部件等領(lǐng)域。溴-銻阻燃改性技術(shù)因阻燃劑添加量少，阻燃效率高一直以來(lái)為阻燃改性聚酰胺的常用技術(shù)，但溴-銻型阻燃劑存在毒性大的缺點(diǎn)。近年來(lái)隨著人們對(duì)環(huán)保要求的日益提高，市場(chǎng)對(duì)阻燃材料無(wú)鹵化的需求愈來(lái)愈大，在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，無(wú)鹵阻燃改性聚酰胺將成為阻燃改性聚酰胺的主流技術(shù)。雖然無(wú)鹵阻燃改性聚酰胺相較于溴-銻阻燃體系其毒性小，環(huán)境友好，但其缺點(diǎn)非常明顯，如無(wú)鹵阻燃劑添加量大，使得力學(xué)性能降低明顯，同時(shí)使得成本高居不下，還存在灼熱絲點(diǎn)燃溫度(GffIT)低的缺點(diǎn)，限制了其在低壓電氣等對(duì)GWIT要求高的領(lǐng)域的應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種無(wú)鹵阻燃聚酰胺材料及其制備方法，該無(wú)鹵阻燃聚酰胺材料降低了無(wú)鹵阻燃劑的使用量，保持了材料機(jī)械性能，降低了材料成本，且提高了灼熱絲點(diǎn)燃溫度。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種無(wú)鹵阻燃聚酰胺材料，其主要成分按重量份計(jì)包括:
聚酰胺40~72份，
無(wú)鹵阻燃劑8~15份，
阻燃協(xié)效劑3~9份，
加工助劑 0.5~2份，
增強(qiáng)改性劑O~40份；
其中，
所述無(wú)齒阻燃劑為次磷酸鹽；
所述阻燃協(xié)效劑為娃含量為30%-60%的錫酸娃。
[0005]優(yōu)選的，所述聚酰胺為以下聚酰胺中的一種或其中任意幾種的混合物:聚己內(nèi)酰胺(尼龍6)、聚己二酰亞丁二胺(尼龍46)、聚己二酰己二胺(尼龍66)、聚癸二酰己二胺(尼龍610)、聚十二烷二酰六亞甲基胺(尼龍612)、聚己二酰十一亞甲基二胺(尼龍116)、聚十一內(nèi)酰胺(尼龍11)、聚十二內(nèi)酰胺(尼龍12)、聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺、聚間苯二甲酰間苯二胺、聚對(duì)苯二甲酰三甲基六亞甲基二胺、聚間苯二甲酰六亞甲基二胺(尼龍61)、聚對(duì)苯二甲酰九亞甲基二胺(尼龍9T)、聚對(duì)苯二甲酰亞己基二胺(尼龍6T)、尼龍10T、尼龍12T、尼龍10T/1012、尼龍6/6T、尼龍46/10T、聚十二烷二酰雙(4-氨基環(huán)己基)甲烷(尼龍PACM12)。
[0006]優(yōu)選的，所述的加工助劑為潤(rùn)滑劑和抗氧劑。
[0007]優(yōu)選的，所述增強(qiáng)改性劑為無(wú)堿玻璃纖維。
[0008]優(yōu)選的，所述聚酰胺為聚己內(nèi)酰胺(尼龍6)和/或聚己二酰己二胺(尼龍66)。
[0009]本發(fā)明還提供上述無(wú)鹵阻燃聚酰胺材料的制備方法，包括如下步驟:
1)按照重量份備料；
2)先將聚酰胺、加工助劑混合，再加入無(wú)鹵阻燃劑、阻燃協(xié)效劑混合，得混合物料；
3)將混合物料從雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口加入，再將增強(qiáng)改性劑從擠出機(jī)的側(cè)喂料口中加入，經(jīng)熔融擠出、冷卻、切粒即可得無(wú)鹵阻燃聚酰胺材料；其中雙螺桿擠出機(jī)從進(jìn)料段到機(jī)頭的溫度分別為:210-240 0C >230-275 °C >245-280 °C >245-275 °C >240-270 V、235-2650C>230-2650C 和 230_260°C，模頭溫度 235-270°C。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于:提供一種無(wú)鹵阻燃聚酰胺材料及其制備方法，通過(guò)添加阻燃協(xié)效劑錫酸硅來(lái)降低無(wú)鹵阻燃劑次磷酸鹽的使用量，阻燃性能和力學(xué)性能比未添加錫酸硅的阻燃材料更優(yōu)異，成本得到降低；未添加錫酸硅的阻燃材料，盡管阻燃劑次磷酸鹽含量很高，但GWIT仍然做不到960°C，而本發(fā)明通過(guò)添加錫酸硅，使材料的GWIT (灼熱絲點(diǎn)燃溫度)得到大幅提升，基本都可以達(dá)到960°C。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0012] 本發(fā)明各實(shí)施例中所使用的原料為:
PA66購(gòu)于平頂山神馬股份有限公司，型號(hào)為EPR24，相對(duì)粘度為2.45±0.03。
[0013]PA6購(gòu)于江蘇瑞美福實(shí)業(yè)有限公司，型號(hào)為M1013B，相對(duì)粘度為2.43±0.03。
[0014]次磷酸鹽購(gòu)于克萊恩公司，型號(hào)為0P1312 (硅含量為30%_60%)。
[0015]無(wú)堿玻璃纖維為上海朗裕實(shí)業(yè)有限公司的ECS301HP。
[0016]實(shí)施例1
O先將40份聚酰胺EPR24、1份潤(rùn)滑劑乙撐雙硬脂酸酰胺EBS(P_130)、0.5份抗氧化劑1098、0.5份抗氧化劑168混合，再加入15份次磷酸鹽0P1312、3份錫酸硅混合，得混合物料；
2)將混合物料從雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口加入，再將40份增強(qiáng)改性劑無(wú)堿玻璃纖維ECS301HP從擠出機(jī)的側(cè)喂料口中加入，經(jīng)熔融擠出、冷卻、切粒即可得阻燃聚酰胺材料；其中雙螺桿擠出機(jī)從進(jìn)料段到機(jī)頭的溫度分別為240 V、275 V、280 V、275 V、270 V、265 V、265°C和 260°C，模頭溫度 270°C。
[0017]實(shí)施例2
1)先將58份聚酰胺M1013B、0.2份潤(rùn)滑劑乙撐雙硬脂酸酰胺EBS(P_130)、0.1份抗氧化劑1098、0.2份抗氧化劑168混合，再加入10份無(wú)鹵阻燃劑次磷酸鹽0P1312、6.5份錫酸硅混合，混合物料；
2)將混合物料從雙螺桿擠出機(jī)的主喂料加入，再將25份增強(qiáng)改性劑無(wú)堿玻璃纖維ECS301HP從擠出機(jī)的測(cè)喂料口加入，經(jīng)熔融擠出、冷卻、切粒即可得到阻燃聚酰胺材料；其中雙螺桿擠出機(jī)的溫度由進(jìn)料段到機(jī)頭分別為:210°C、230°C、245°C、245°C、240°C、235°C、230°C和 230°C，模頭溫度 235°C。
[0018]實(shí)施例3
1)先將40份聚酰胺EPR24和32份M1013B、0.4份潤(rùn)滑劑乙撐雙硬脂酸酰胺EBS(P-130)、0.3份抗氧化劑1098、0.3份抗氧化劑168混合，再加入15份無(wú)鹵阻燃劑次磷酸鹽0P1312、9份錫酸硅混合，得混合物料；
2)將混合物料從雙螺桿擠出機(jī)的主喂料加入，經(jīng)熔融擠出、冷卻、切利即可得到阻燃聚酰胺材料；其中雙螺桿擠出機(jī)的溫度由進(jìn)料段到機(jī)頭分別為:220°C、260°C、265°C、265°C、260°C、255°C、260°C和 260°C，模頭溫度 260°C。
[0019]實(shí)施例4
1)先將10份聚酰胺EPR24和44份M1013B、0.5份潤(rùn)滑劑乙撐雙硬脂酸酰胺EBS (P-130)、0.2份抗氧化劑1098、0.3份抗氧化劑168混合，再加入8份無(wú)鹵阻燃劑次磷酸鹽0P1312、7份錫酸硅混合，得混合物料；
2)將混合物料從雙螺桿擠出機(jī)的主喂料加入，再將30份增強(qiáng)改性劑無(wú)堿玻璃纖維ECS301HP從擠出機(jī)的測(cè)喂料口加入，經(jīng)熔融擠出、冷卻、切利即可得到阻燃聚酰胺材料；其中雙螺桿擠出機(jī)的溫度由進(jìn)料段到機(jī)頭分別為:220°C、260°C、260°C、255°C、255°C、255°C、250°C和 250°C，模頭溫度 250°C。
[0020]實(shí)施例5
1)先將60.5份聚酰胺EPR24、0.7份潤(rùn)滑劑乙撐雙硬脂酸酰胺EBS (P-130)、0.4份抗氧化劑1098、0.4份抗氧化劑168混合，再加入13份無(wú)鹵阻燃劑次磷酸鹽0P1312、5份錫酸硅混合，得混合物料；
2)將混合物料從雙螺桿擠出機(jī)的主喂料加入，再將20份增強(qiáng)改性劑無(wú)堿玻璃纖維ECS301HP從擠出機(jī)的測(cè)喂料口加入，經(jīng)熔融擠出、冷卻、切利即可得到阻燃聚酰胺材料；其中雙螺桿擠出機(jī)的溫度由進(jìn)料段到機(jī)頭分別為:240°C、275°C、280°C、275°C、270°C、265°C、265°C和 260°C，模頭溫度 270°C。
[0021]另外，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)無(wú)鹵阻燃聚酰胺材料是用無(wú)鹵阻燃劑來(lái)達(dá)到改性聚酰胺的阻燃性能，制備了如下對(duì)比例:
對(duì)比例I
1)先將10份聚酰胺EPR24和44份M1013B、0.5份潤(rùn)滑劑乙撐雙硬脂酸酰胺EBS(P-130)、0.2份抗氧化劑1098、0.3份抗氧化劑168混合，再加入15份無(wú)鹵阻燃劑次磷酸鹽0P1312混合，得混合物料；
2)將混合物料從雙螺桿擠出機(jī)的主喂料加入，再將30份增強(qiáng)改性劑無(wú)堿玻璃纖維ECS301HP從擠出機(jī)的測(cè)喂料口加入，經(jīng)熔融擠出、冷卻、切利即可得到阻燃聚酰胺材料；其中雙螺桿擠出機(jī)的溫度由進(jìn)料段到機(jī)頭分別為:220°C、260°C、260°C、255°C、255°C、255°C、250°C和 250°C，模頭溫度 250°C。
[0022]對(duì)比例2
1)先將60.5份聚酰胺EPR24、0.7份潤(rùn)滑劑乙撐雙硬脂酸酰胺EBS (P-130)、0.4份抗氧化劑1098、0.4份抗氧化劑168混合，再加入18份無(wú)鹵阻燃劑次磷酸鹽0P1312混合，得混合物料；
2)將混合物料從雙螺桿擠出機(jī)的主喂料加入，再將20份增強(qiáng)改性劑無(wú)堿玻璃纖維ECS301HP從擠出機(jī)的測(cè)喂料口加入，經(jīng)熔融擠出、冷卻、切利即可得到阻燃聚酰胺材料；其中雙螺桿擠出機(jī)的溫度由進(jìn)料段到機(jī)頭分別為:240°C、275°C、280°C、275°C、270°C、265°C、265°C和 260°C，模頭溫度 270°C。
[0023]上述實(shí)施例1-5與對(duì)比例1-2的具體原料配比見(jiàn)表1所示:
表1原料配比表(重量份)

【權(quán)利要求】
1.無(wú)鹵阻燃聚酰胺材料，其特征在于，其主要成分按重量份計(jì)包括: 聚酰胺40~72份， 無(wú)鹵阻燃劑8~15份， 阻燃協(xié)效劑3~9份， 加工助劑 0.5~2份， 增強(qiáng)改性劑O~40份； 其中， 所述無(wú)齒阻燃劑為次磷酸鹽； 所述阻燃協(xié)效劑為娃含量為30%-60%的錫酸娃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)鹵阻燃聚酰胺材料，其特征在于，所述聚酰胺為以下聚酰胺中的一種或其中任意幾種的混合物:尼龍6、聚己二酰亞丁二胺、尼龍66、聚癸二酰己二胺、聚十二烷二酰六亞甲基胺、聚己二酰十一亞甲基二胺、聚十一內(nèi)酰胺、聚十二內(nèi)酰胺、聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺、聚間苯二甲酰間苯二胺、聚對(duì)苯二甲酰三甲基六亞甲基二胺、聚間苯二甲酰六亞甲基二胺、聚對(duì)苯二甲酰九亞甲基二胺、聚對(duì)苯二甲酰亞己基二胺、尼龍10T、尼龍12T、尼龍10T/1012、尼龍6/6T、尼龍46/10T、聚十二烷二酰雙(4-氨基環(huán)己基)甲烷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)鹵阻燃聚酰胺材料，其特征在于，所述的加工助劑為潤(rùn)滑劑和抗氧劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)鹵阻燃聚酰胺材料，其特征在于，所述增強(qiáng)改性劑為無(wú)堿玻璃纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)鹵阻燃聚酰胺材料，其特征在于，所述聚酰胺為尼龍6和/或尼龍66。
6.權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述無(wú)鹵阻燃聚酰胺材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)按照重量份備料； 2)先將聚酰胺、加工助劑混合，再加入無(wú)鹵阻燃劑、阻燃協(xié)效劑混合，得混合物料； 3)將混合物料從雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口加入，再將增強(qiáng)改性劑從擠出機(jī)的側(cè)喂料口中加入，經(jīng)熔融擠出、冷卻、切粒即可得無(wú)鹵阻燃聚酰胺材料；其中雙螺桿擠出機(jī)從進(jìn)料段到機(jī)頭的溫度分別為:210-240 0C >230-275 °C >245-280 °C >245-275 °C >240-270 V、235-2650C>230-2650C 和 230_260°C，模頭溫度 235-270°C。
【文檔編號(hào)】C08K3/32GK104072981SQ201410331829
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年7月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月14日
【發(fā)明者】?jī)?chǔ)衛(wèi)國(guó) 申請(qǐng)人:蘇州創(chuàng)佳塑膠有限公司