本發(fā)明屬于耐高溫尼龍復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種增強(qiáng)阻燃耐高溫尼龍復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

耐高溫尼龍的發(fā)展使工農(nóng)業(yè)和民用設(shè)施更加的微型化輕量化和動(dòng)力強(qiáng)勁化。耐高溫尼龍可以為某些部件帶來(lái)更高的耐溫性能，或是干脆替代了金屬原材料來(lái)生產(chǎn)這些部件。新型設(shè)備的裝置和組件也有用耐高溫尼龍代替金屬和熱固性材料的趨勢(shì)。這些都將會(huì)加大對(duì)耐高溫尼龍材料的需要量，從而帶動(dòng)市場(chǎng)需求。

隨著人們?nèi)找嬷匾暋⒉粩嘧非蠛吞岣弋a(chǎn)品在極端環(huán)境中的安全使用問(wèn)題，高灼熱絲阻燃材料已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)。而對(duì)于應(yīng)用于極端環(huán)境中的電器、開(kāi)關(guān)產(chǎn)品，更是提出了灼熱絲測(cè)試值850℃，30s不起燃的高要求。目前歐洲、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家設(shè)立一系列進(jìn)口限制，對(duì)電子電器類(lèi)產(chǎn)品的性能?chē)?yán)格把關(guān)，且必須同時(shí)滿(mǎn)足高灼熱絲的要求。為了適應(yīng)更廣泛的工業(yè)用途和更苛刻的使用條件，一般采用較多的方法是，在改性階段，在耐高溫尼龍中添加阻燃劑提高物料的阻燃級(jí)別。隨著對(duì)環(huán)保有著更高的要求，鹵素阻燃劑在市場(chǎng)上的認(rèn)可越來(lái)越低，同時(shí)無(wú)機(jī)阻燃劑和無(wú)鹵阻燃劑需較大的添加量才能滿(mǎn)足一定的阻燃級(jí)別，這樣大大地降低了復(fù)合材料的機(jī)械性能。

中國(guó)專(zhuān)利CN102746646A公開(kāi)了一種V2級(jí)阻燃尼龍材料，專(zhuān)利中通過(guò)添加溴系阻燃劑、無(wú)機(jī)阻燃劑和阻燃協(xié)效劑來(lái)提高復(fù)合材料的阻燃性能。在大量阻燃劑的添加下，其阻燃級(jí)別仍然不高。中國(guó)專(zhuān)利CN103073715A公布了一種無(wú)機(jī)改性三聚氰胺尿酸鹽阻燃尼龍6復(fù)合材料的制備方法，專(zhuān)利中制備的復(fù)合材料阻燃劑添加量少、復(fù)合材料綜合性能優(yōu)異等特點(diǎn)。但是存在耐熱性欠佳的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種分散性好，相容性好，耐高溫，力學(xué)性能好，增強(qiáng)阻燃耐高溫尼龍復(fù)合材料。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述增強(qiáng)阻燃耐高溫尼龍復(fù)合材料的制備方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種增強(qiáng)阻燃耐高溫尼龍復(fù)合材料，由以下重量份的組分制成：

所述納米蒙脫土優(yōu)選為3～8份；

或所述封端劑優(yōu)選為0.3～0.5份；

或所述抗氧劑優(yōu)選為0.05～0.2份；

或所述催化劑優(yōu)選為0.2～0.5份；

或所述成核劑優(yōu)選為0.1～0.2份；

或所述去離子水優(yōu)選為40～50份。

所述尼龍鹽選自尼龍6T鹽、尼龍7T鹽、尼龍8T鹽、尼龍9T鹽、尼龍10T鹽、尼龍11T鹽、尼龍12T鹽、尼龍6I鹽、尼龍7I鹽、尼龍8I鹽、尼龍9I鹽、尼龍10I鹽、尼龍11I鹽、尼龍12I鹽中的至少一種，或與尼龍66鹽、尼龍610鹽、尼龍1010鹽中的至少一種混合使用。

所述封端劑選自苯甲酸、乙酸、丙酸或鄰苯二甲酸酐中的至少一種，進(jìn)一步優(yōu)選為苯甲酸。

所述抗氧劑為β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯(1076)、N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙?；?己二胺(1098)或三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(168)中的至少一種。

所述催化劑選自磷酸鈉、磷酸鎂、磷酸鈣、亞磷酸鈉、亞磷酸鎂、亞磷酸鈣、亞磷酸鋅、次亞磷酸鈉、次亞磷酸鎂、次亞磷酸鈣或次亞磷酸鋅中的至少一種，進(jìn)一步優(yōu)選為次亞磷酸鈉。

所述成核劑選自鈦白粉、碳酸鈣、滑石粉、三氧化二鋁、二氧化硅、氧化鎂或硫酸鋇中的至少一種，進(jìn)一步優(yōu)選為硫酸鋇。

所述增強(qiáng)阻燃耐高溫尼龍復(fù)合材料的熔點(diǎn)為280～320℃。

一種上述增強(qiáng)阻燃耐高溫尼龍復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

將0.5～10份納米蒙脫土分散于30～60份去離子水中，制備成納米蒙脫土的水分散液，超聲攪拌，與100份尼龍鹽、0.1～1份封端劑、0.02～0.5份抗氧劑、0.1～0.6份催化劑、0.05～0.3 份成核劑在高溫高壓條件下反應(yīng)，得到增強(qiáng)阻燃耐高溫尼龍復(fù)合材料。

所述高溫高壓條件是指在高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，溫度為150～300℃，壓力為1.5～3MPa，通過(guò)釋放反應(yīng)釜內(nèi)水蒸氣的辦法保持壓力為1.5～3MPa，恒壓反應(yīng)時(shí)間為1～3小時(shí)；然后將反應(yīng)釜內(nèi)壓力泄壓至常壓，出料，在反應(yīng)過(guò)程中，釜內(nèi)溫度不超過(guò)330℃。

所述超聲攪拌的時(shí)間為1～4小時(shí)；由于納米蒙脫土容易團(tuán)聚，通過(guò)將納米蒙脫土置入去離子水中攪拌并超聲使納米蒙脫土分散均勻。

由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

本發(fā)明通過(guò)原位聚合法制備了增強(qiáng)阻燃耐高溫尼龍復(fù)合材料，一方面納米蒙脫土能在基體中分散均勻，另一方面通過(guò)原位聚合的方法使得納米蒙脫土與尼龍基體的相容性較好。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是解決了納米蒙脫土容易團(tuán)聚的缺點(diǎn)，改善了蒙脫土在尼龍基體內(nèi)容易團(tuán)聚的現(xiàn)象，提高了蒙脫土與尼龍基體間的界面性能，提高了復(fù)合材料的力學(xué)性能和阻燃性能，改善了尼龍與納米蒙脫土的相容性，制備出了具有力學(xué)性能高、耐高溫、阻燃性好的復(fù)合材料。

本發(fā)明的方法所制備的納米蒙脫土改性耐高溫尼龍復(fù)合材料具有比純尼龍樹(shù)脂更好的力學(xué)性能和阻燃性能，此方法簡(jiǎn)單易行，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

以下制備得到的增強(qiáng)阻燃耐高溫尼龍復(fù)合材料的熔點(diǎn)為280～320℃。

實(shí)施例1

(1)稱(chēng)取100重量份尼龍10T鹽、0.3重量份苯甲酸、0.05重量份β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯(1076)和三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(168)的組合物(比例為1：1)、0.2重量份次亞磷酸鈉、0.1重量份鈦白粉；

稱(chēng)取40重量份去離子水、3重量份納米蒙脫土，并將納米蒙脫土分散于去離子水中，制備成納米蒙脫土的水分散液，超聲攪拌，超聲攪拌的時(shí)間為1～4小時(shí)，然后加入到高壓反應(yīng)釜中；

(2)用氮?dú)庵脫Q高壓反應(yīng)釜內(nèi)的空氣至少三次，然后通入氮?dú)庾鳛榉磻?yīng)保護(hù)氣；升溫至150-300℃，壓力達(dá)到1.5-3MPa，通過(guò)釋放反應(yīng)釜內(nèi)水蒸氣的辦法保持壓力在1.5-3MPa，恒壓反應(yīng)時(shí)間為1-3小時(shí)；然后將反應(yīng)釜內(nèi)壓力泄壓至常壓，出料，在反應(yīng)過(guò)程中，釜內(nèi)溫度不超過(guò)330℃。

實(shí)施例2

(1)稱(chēng)取100重量份尼龍10T鹽、0.5重量份苯甲酸、0.2重量份β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯(1076)和三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(168)的組合物(比例為1：1)、0.5重量份次亞磷酸鈉、0.2重量份鈦白粉；

稱(chēng)取50重量份去離子水、8重量份納米蒙脫土，并將納米蒙脫土分散于去離子水中，制備成納米蒙脫土的水分散液，超聲攪拌，超聲攪拌的時(shí)間為1～4小時(shí)，然后加入到高壓反應(yīng)釜中；

(2)用氮?dú)庵脫Q高壓反應(yīng)釜內(nèi)的空氣至少三次，然后通入氮?dú)庾鳛榉磻?yīng)保護(hù)氣；升溫至150-300℃，壓力達(dá)到1.5-3MPa，通過(guò)釋放反應(yīng)釜內(nèi)水蒸氣的辦法保持壓力在1.5-3MPa，恒壓反應(yīng)時(shí)間為1-3小時(shí)；然后將反應(yīng)釜內(nèi)壓力泄壓至常壓，出料，在反應(yīng)過(guò)程中，釜內(nèi)溫度不超過(guò)330℃。

實(shí)施例3

(1)稱(chēng)取100份尼龍9T鹽、0.1重量份乙酸、0.02重量份β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯(1076)和三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(168)的組合物(比例為1：1)、0.1重量份次亞磷酸鈉、0.05重量份鈦白粉；

稱(chēng)取30重量份去離子水、0.5重量份納米蒙脫土，并將納米蒙脫土分散于去離子水中，制備成納米蒙脫土的水分散液，超聲攪拌，超聲攪拌的時(shí)間為1～4小時(shí)，然后加入到高壓反應(yīng)釜中；

(2)用氮?dú)庵脫Q高壓反應(yīng)釜內(nèi)的空氣至少三次，然后通入氮?dú)庾鳛榉磻?yīng)保護(hù)氣；升溫至150-300℃，壓力達(dá)到1.5-3MPa，通過(guò)釋放反應(yīng)釜內(nèi)水蒸氣的辦法保持壓力在1.5-3MPa，恒壓反應(yīng)時(shí)間為1-3小時(shí)；然后將反應(yīng)釜內(nèi)壓力泄壓至常壓，出料，在反應(yīng)過(guò)程中，釜內(nèi)溫度不超過(guò)330℃。

實(shí)施例4

(1)稱(chēng)取100重量份尼龍11T鹽、1重量份乙酸、0.5重量份N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙?；?己二胺(1098)和三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(168)的組合物(重量比為1：1)、0.6重量份次亞磷酸鈉、0.3重量份鈦白粉；

稱(chēng)取60重量份去離子水、10重量份納米蒙脫土，并將納米蒙脫土分散于去離子水中，制備成納米蒙脫土的水分散液，超聲攪拌，超聲攪拌的時(shí)間為1～4小時(shí)，然后加入到高壓反應(yīng)釜中；

(2)用氮?dú)庵脫Q高壓反應(yīng)釜內(nèi)的空氣至少三次，然后通入氮?dú)庾鳛榉磻?yīng)保護(hù)氣；升溫至150-300℃，壓力達(dá)到1.5-3MPa，通過(guò)釋放反應(yīng)釜內(nèi)水蒸氣的辦法保持壓力在1.5-3MPa，恒壓反應(yīng)時(shí)間為1-3小時(shí)；然后將反應(yīng)釜內(nèi)壓力泄壓至常壓，出料，在反應(yīng)過(guò)程中，釜內(nèi)溫度不超過(guò)330℃。

實(shí)施例5

(1)稱(chēng)取100重量份尼龍6T鹽與尼龍66鹽的混合物(摩爾比為55：45)、0.2重量份丙酸、0.1重量份N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙?；?己二胺(1098)和三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(168)的組合物(重量比為1：1)、0.4重量份亞磷酸鈉、0.3重量份二氧化硅；

稱(chēng)取45重量份去離子水、5重量份納米蒙脫土，并將納米蒙脫土分散于去離子水中，制備成納米蒙脫土的水分散液，超聲攪拌，超聲攪拌的時(shí)間為1～4小時(shí)，然后加入到高壓反應(yīng)釜中；

(2)用氮?dú)庵脫Q高壓反應(yīng)釜內(nèi)的空氣至少三次，然后通入氮?dú)庾鳛榉磻?yīng)保護(hù)氣；升溫至150-300℃，壓力達(dá)到1.5-3MPa，通過(guò)釋放反應(yīng)釜內(nèi)水蒸氣的辦法保持壓力在1.5-3MPa，恒壓反應(yīng)時(shí)間為1-3小時(shí)；然后將反應(yīng)釜內(nèi)壓力泄壓至常壓，出料，在反應(yīng)過(guò)程中，釜內(nèi)溫度不超過(guò)330℃。

實(shí)施例6

(1)稱(chēng)取100重量份尼龍8T鹽、尼龍6I與尼龍66鹽的混合物(摩爾比為70：15：15)、0.2重量份鄰苯二甲酸酐、0.3重量份N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙?；?己二胺(1098)和三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(168)的組合物(重量比為1：1)、0.4重量份磷酸鈉與磷酸鎂的混合物(質(zhì)量比為1：1)、0.3重量份硫酸鋇；

稱(chēng)取35重量份去離子水、2重量份納米蒙脫土，并將納米蒙脫土分散于去離子水中，制備成納米蒙脫土的水分散液，超聲攪拌，超聲攪拌的時(shí)間為1～4小時(shí)，然后加入到高壓反應(yīng)釜中；

(2)用氮?dú)庵脫Q高壓反應(yīng)釜內(nèi)的空氣至少三次，然后通入氮?dú)庾鳛榉磻?yīng)保護(hù)氣；升溫至150-300℃，壓力達(dá)到1.5-3MPa，通過(guò)釋放反應(yīng)釜內(nèi)水蒸氣的辦法保持壓力在1.5-3MPa，恒壓反應(yīng)時(shí)間為1-3小時(shí)；然后將反應(yīng)釜內(nèi)壓力泄壓至常壓，出料，在反應(yīng)過(guò)程中，釜內(nèi)溫度不超過(guò)330℃。

實(shí)施例7

(1)稱(chēng)取100份尼龍7T鹽、尼龍7I與尼龍610鹽的混合物(摩爾比為80：10：10)、0.35重量份苯甲酸、0.3重量份N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺(1098)和三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(168)的組合物(重量比為1：1)、0.2重量份磷酸鈣、0.15重量份硫酸鋇；

稱(chēng)取50重量份去離子水、9重量份納米蒙脫土，并將納米蒙脫土分散于去離子水中，制備成納米蒙脫土的水分散液，超聲攪拌，超聲攪拌的時(shí)間為1～4小時(shí)，然后加入到高壓反應(yīng)釜中；

(2)用氮?dú)庵脫Q高壓反應(yīng)釜內(nèi)的空氣至少三次，然后通入氮?dú)庾鳛榉磻?yīng)保護(hù)氣；升溫至150-300℃，壓力達(dá)到1.5-3MPa，通過(guò)釋放反應(yīng)釜內(nèi)水蒸氣的辦法保持壓力在1.5-3MPa，恒壓反應(yīng)時(shí)間為1-3小時(shí)；然后將反應(yīng)釜內(nèi)壓力泄壓至常壓，出料，在反應(yīng)過(guò)程中，釜內(nèi)溫度不超過(guò)330℃。

實(shí)施例8

(1)稱(chēng)取100重量份尼龍11T鹽、尼龍12T鹽的混合物(摩爾比為1：1)、0.35重量份苯甲酸、0.3重量份N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺(1098)和三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(168)的組合物(重量比為1：1)、0.2重量份亞磷酸鎂、0.15重量份碳酸鈣；

稱(chēng)取55重量份去離子水、6重量份納米蒙脫土，并將納米蒙脫土分散于去離子水中，制備成納米蒙脫土的水分散液，超聲攪拌，超聲攪拌的時(shí)間為1～4小時(shí)，然后加入到高壓反應(yīng)釜中；

(2)用氮?dú)庵脫Q高壓反應(yīng)釜內(nèi)的空氣至少三次，然后通入氮?dú)庾鳛榉磻?yīng)保護(hù)氣；升溫至150-300℃，壓力達(dá)到1.5-3MPa，通過(guò)釋放反應(yīng)釜內(nèi)水蒸氣的辦法保持壓力在1.5-3MPa，恒壓反應(yīng)時(shí)間為1-3小時(shí)；然后將反應(yīng)釜內(nèi)壓力泄壓至常壓，出料，在反應(yīng)過(guò)程中，釜內(nèi)溫度不超過(guò)330℃。

實(shí)施例9

(1)稱(chēng)取100重量份尼龍6T鹽、尼龍6I鹽的混合物(摩爾比為1：1)、0.35重量份苯甲酸、0.3重量份N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙?；?己二胺(1098)和三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(168)的組合物(重量比為1：1)、0.2重量份亞磷酸鎂、0.15重量份三氧化二鋁；

稱(chēng)取45重量份去離子水、1重量份納米蒙脫土，并將納米蒙脫土分散于去離子水中，制備成納米蒙脫土的水分散液，超聲攪拌，超聲攪拌的時(shí)間為1～4小時(shí)，然后加入到高壓反應(yīng)釜中；

(2)用氮?dú)庵脫Q高壓反應(yīng)釜內(nèi)的空氣至少三次，然后通入氮?dú)庾鳛榉磻?yīng)保護(hù)氣；升溫至150-300℃，壓力達(dá)到1.5-3MPa，通過(guò)釋放反應(yīng)釜內(nèi)水蒸氣的辦法保持壓力在1.5-3MPa，恒壓反應(yīng)時(shí)間為1-3小時(shí)；然后將反應(yīng)釜內(nèi)壓力泄壓至常壓，出料，在反應(yīng)過(guò)程中，釜內(nèi)溫度不超過(guò)330℃。

實(shí)施例10

(1)稱(chēng)取60重量份尼龍6T鹽、30份尼龍66鹽和10份尼龍610鹽的混合物、0.35重量份苯甲酸、0.3重量份N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙?；?己二胺(1098)和三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(168)的組合物(重量比為1：1)、0.2重量份亞磷酸鎂、0.15重量 份三氧化二鋁；

稱(chēng)取45重量份去離子水、8重量份納米蒙脫土，并將納米蒙脫土分散于去離子水中，制備成納米蒙脫土的水分散液，超聲攪拌，超聲攪拌的時(shí)間為1～4小時(shí)，然后加入到高壓反應(yīng)釜中；

(2)用氮?dú)庵脫Q高壓反應(yīng)釜內(nèi)的空氣至少三次，然后通入氮?dú)庾鳛榉磻?yīng)保護(hù)氣；升溫至150-300℃，壓力達(dá)到1.5-3MPa，通過(guò)釋放反應(yīng)釜內(nèi)水蒸氣的辦法保持壓力在1.5-3MPa，恒壓反應(yīng)時(shí)間為1-3小時(shí)；然后將反應(yīng)釜內(nèi)壓力泄壓至常壓，出料，在反應(yīng)過(guò)程中，釜內(nèi)溫度不超過(guò)330℃。

對(duì)比例1

(1)稱(chēng)取100份尼龍10T鹽、0.3重量份苯甲酸、0.05重量份β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯(1076)和三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(168)的組合物(比例為1：1)、0.2重量份次亞磷酸鈉、0.1重量份鈦白粉、40份重量份去離子水，并將以上組分加入到高壓反應(yīng)釜內(nèi)；

(2)用氮?dú)庵脫Q高壓反應(yīng)釜內(nèi)的空氣至少三次，然后通入氮?dú)庾鳛榉磻?yīng)保護(hù)氣；升溫至150-300℃，壓力達(dá)到1.5-3MPa，通過(guò)釋放反應(yīng)釜內(nèi)水蒸氣的辦法保持壓力在1.5-3MPa，恒壓反應(yīng)時(shí)間為1-3小時(shí)；然后將反應(yīng)釜內(nèi)壓力泄壓至常壓，出料，在反應(yīng)過(guò)程中，釜內(nèi)溫度不超過(guò)330℃。

上述部分實(shí)施例和對(duì)比例得到的增強(qiáng)阻燃耐高溫尼龍復(fù)合材料性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)下表1：

表1

從表1可以看出，制備的增強(qiáng)阻燃耐高溫尼龍復(fù)合材料，其極限氧指數(shù)(LOI)、拉伸強(qiáng)度得到明顯提高。納米蒙脫土/耐高溫尼龍復(fù)合材料具有優(yōu)良的阻燃性和力學(xué)性能，能廣泛的應(yīng)用于汽車(chē)工業(yè)和電子電氣工業(yè)中，尤其是需要阻燃、高強(qiáng)度和耐高溫材料的領(lǐng)域中。

上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。