本發(fā)明涉及高分子阻燃材料的制備方法領域，特別涉及一種用于單絲成型的阻燃PA66混合組成物及其制備方法。
背景技術：
聚尼龍66的耐熱、結晶度高，機械強度、剛性大，耐熱性和耐油性能也比較優(yōu)良，但由于其阻燃性能一般而限制了尼龍66的應用空間，因此，通過物理或化學改性方法提高尼龍66的阻燃性能，拓寬尼龍66樹脂的應用領域十分必要。在工程塑料領域阻燃改性主要有溴系阻燃、氮氣阻燃、膨脹阻燃、硅系阻燃、納米級氫氧化物阻燃、磷系阻燃、還有納米蒙脫土阻燃，
現(xiàn)有技術中有無鹵阻燃PA66塑膠改性材料的制備方法，是供混阻燃劑三聚氰胺脲酸酯(MCA)制造阻燃PA66材料，但該材料只能應用在注塑制品等厚制品，未能在單絲及纖維成功應用。其原因主要是共混阻燃劑的粒徑比較大，與PA66的相容性差，造成工藝上極大影響，并有部分阻燃劑未經(jīng)包覆與PA66接觸，易引發(fā)PA66的降解而發(fā)泡，有些有分解析出物粘附模具，從而影響到最終的單絲擠出成型及拉伸成型，容易斷絲，無法加工成合格單絲。
現(xiàn)有技術中還有阻燃尼龍66材料制備方法是原位合成MCA阻燃尼龍66樹脂，屬反應型阻燃技術。這種將阻燃劑加入聚合反應作為一種反應單體，使阻燃成分結合到聚酰胺的主鏈或側鏈，具有阻燃性久的特點，但是化學工藝復雜，生產(chǎn)的阻燃尼龍66成絲效果差。
三聚氰胺尿酸鹽(MCA)是一種氫鍵結合物，無毒、無味、有滑膩感，是一種高效的阻燃劑，發(fā)煙量小，與PA66相容性好，被廣泛應用于聚酰胺的阻燃研究中。但是因為無法解決阻燃劑(MCA)在基體樹脂中的均勻分散問題以及尼龍66基體加熱熔融影響材料力學性能導致生產(chǎn)的單絲容易發(fā)泡等問題，所以沒有應用于單絲的阻燃PA66混合組成物。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術中沒有應用于單絲的阻燃PA66混合組成物的問題，提供一種共混方法生產(chǎn)應用于單絲的阻燃PA66混合組成物及其制備方法。
為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案：
一種用于單絲成型的阻燃PA66復合材料，包括以下重量份的原料：PA66混合基料89-96份，三聚氰胺脲酸鹽3-8份，協(xié)同阻燃劑0.5-1.2份，潤滑劑0.3-0.8份，偶聯(lián)劑0.1-0.5份，抗氧劑0.1-0.5份。
優(yōu)選地，所述的PA66混合基料為PA66樹脂與PA6樹脂的混合物，所述PA66樹脂和PA6樹脂的混合比例為3:7-6:4。
優(yōu)選地，所述三聚氰胺脲酸鹽的平均粒徑不大于10微米。
優(yōu)選地，所述協(xié)同阻燃劑為低聚芳基磷酸酯阻燃劑。
優(yōu)選地，所述潤滑劑為乙撐基雙硬酯酸胺、季戊四醇硬脂酸酯中任意一種。
優(yōu)選地，所述偶聯(lián)劑為乙烯基三(β甲氧乙氧基)硅烷。
優(yōu)選地，所述抗氧劑為N,N′-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二酰胺、N,N′-六亞甲基雙(3，5-二叔丁基-4-羥基苯丙酰胺)和三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯中的任意兩種。
一種制備如權利要求1-7任一所述的用于單絲成型的阻燃PA66復合材料的方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1：按重量比取所述主阻燃劑粉碎，待用；
S2：按重量比取所述偶聯(lián)劑、潤滑劑與S1中粉碎后的主阻燃劑一起加入到高混機中加熱，混合，混合后得到表面處理的主阻燃劑；
S3：將S2所得經(jīng)表面處理的主阻燃劑與所述PA66混合基料混合；再把所述抗氧劑及所述協(xié)同阻燃劑按比例加入到高混機中攪拌，得到混合料；
S4：將S3所得混合料從雙螺桿擠出機的主喂料口加入到雙螺桿擠出機中；熔融擠出，冷卻造粒，得到阻燃PA66單絲用的改性材料。
優(yōu)選地，所述S2中加熱的溫度為70-80℃，混合時間為5-10min。
優(yōu)選地，所述步驟S4中具體擠出的工藝參數(shù)為：一區(qū)溫度210-220℃，二區(qū)溫度225-235℃，三區(qū)溫度235-245℃，四區(qū)溫度235-250℃，五區(qū)溫度235-250℃，六區(qū)溫度230-245℃，七區(qū)溫度230-245℃，八區(qū)溫度230-250℃，九區(qū)溫度250-260℃，機頭區(qū)溫度260-265℃，主機轉速度350-400rpm。
本發(fā)明的有益效果為采用PA66混合基料與經(jīng)過偶聯(lián)劑和潤滑劑處理的主阻燃劑、通過機械混合，同時在抗氧劑、協(xié)同阻燃劑的作用下形成得到應用于單絲的阻燃PA66混合組成物，由該組成物制備的單絲成型性好、阻燃性能優(yōu)良，不發(fā)泡、不析出。采用該發(fā)明所述方法制備應用于單絲的阻燃PA66混合組成物工藝簡單、使用方便、試用范圍廣，容易工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實施方式】
以下對本發(fā)明的實施方式作詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應用。
實施例1
一種應用于單絲的阻燃PA66混合組成物復合材料，其配比比例為：PA66樹脂為28.8kg，PA6樹脂為67.2kg，總計96kg,主阻燃劑三聚氰胺脲酸酯(MCA)3kg，協(xié)同阻燃劑低聚芳基磷酸酯為0.5kg，潤滑劑乙撐基雙硬酯酸胺(EBS)為0.3kg，偶聯(lián)劑乙烯基三(β甲氧乙氧基)硅烷為0.1KG，抗氧劑N,N′-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二酰胺(SEED)為0.05kg，N,N′-六亞甲基雙(3，5-二叔丁基-4-羥基苯丙酰胺)為0.05kg。
上述組合物制備阻燃PA66混合組成物的方法包括由以下步驟組成：
(1)用高速粉碎機將三聚氰胺脲酸酯粉碎至不大于10微米的粒徑，待用；
(2)將偶聯(lián)劑、潤滑劑與粉碎后的三聚氰胺脲酸酯一起加入到高混機中混合，加熱至70℃，混合5min后得到表面處理的主阻燃劑；
(3)將經(jīng)表面處理的主阻燃劑與28.8kg的PA66樹脂和67.2kg的PA6樹脂組成的PA66混合基料混合；再把抗氧劑及協(xié)同阻燃劑加入到高混機中，攪拌2min，得到混合料；
(4)將所得混合料從雙螺桿擠出機的主喂料口加入到雙螺桿擠出機中，喂料速度30rpm；熔融擠出，冷卻造粒，得到阻燃PA66單絲用的改性材料；具體擠出的工藝參數(shù)為：一區(qū)溫度210℃，二區(qū)溫度225℃，三區(qū)溫度235℃，四區(qū)溫度235℃，五區(qū)溫度235℃，六區(qū)溫度230℃，七區(qū)溫度230℃，八區(qū)溫度230℃，九區(qū)溫度250℃，機頭區(qū)溫度260℃，主機轉速度350rpm。
實施例2
一種應用于單絲的阻燃PA66混合組成物復合材料，其配比比例為：PA66樹脂為37.8kg，PA6樹脂為56.7kg，總計94.5kg,主阻燃劑三聚氰胺脲酸酯(MCA)4kg，協(xié)同阻燃劑低聚芳基磷酸酯為0.6kg，潤滑劑季戊四醇硬脂酸酯(PETS)為0.5kg，偶聯(lián)劑乙烯基三(β甲氧乙氧基)硅烷為0.2KG，抗氧劑N,N′-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二酰胺(SEED)為0.1kg，三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯為0.1kg。
上述組合物制備阻燃PA66混合組成物的方法包括由以下步驟組成：
(1)用高速粉碎機將三聚氰胺脲酸酯粉碎至不大于10微米的粒徑，待用；
(2)將偶聯(lián)劑、潤滑劑與粉碎后的三聚氰胺脲酸酯一起加入到高混機中混合，加熱至75℃，混合6min后得到表面處理的主阻燃劑；
(3)將經(jīng)表面處理的主阻燃劑與37.8kg的PA66和56.7kg的PA6組成的PA66混合基料混合；再把抗氧劑及協(xié)同阻燃劑加入到高混機中，攪拌3min，得到混合料；
(4)將所得混合料從雙螺桿擠出機的主喂料口加入到雙螺桿擠出機中，喂料速度30rpm；熔融擠出，冷卻造粒，得到阻燃PA66單絲用的改性材料；具體擠出的工藝參數(shù)為：一區(qū)溫度215℃，二區(qū)溫度230℃，三區(qū)溫度240℃，四區(qū)溫度240℃，五區(qū)溫度240℃，六區(qū)溫度235℃，七區(qū)溫度235℃，八區(qū)溫度235℃，九區(qū)溫度255℃，機頭區(qū)溫度263℃，主機轉速度360rpm。
實施例3
一種應用于單絲的阻燃PA66混合組成物復合材料，其配比比例為：PA66樹脂為46.6kg，PA6樹脂為46.6kg，總計93.2kg,主阻燃劑三聚氰胺脲酸酯(MCA)5kg，協(xié)同阻燃劑低聚芳基磷酸酯0.8kg，潤滑劑季戊四醇硬脂酸酯(PETS)為0.5kg，偶聯(lián)劑乙烯基三(β甲氧乙氧基)硅烷為0.2KG，抗氧劑N,N′-六亞甲基雙(3，5-二叔丁基-4-羥基苯丙酰胺)為0.15kg，三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯為0.15kg。
上述組合物制備阻燃PA66混合組成物的方法包括由以下步驟組成：
(1)用高速粉碎機將三聚氰胺脲酸酯粉碎至不大于10微米的粒徑，待用；
(2)將偶聯(lián)劑、潤滑劑與粉碎后的三聚氰胺脲酸酯一起加入到高混機中混合，加熱至80℃，混合7min后得到表面處理的主阻燃劑；
(3)將經(jīng)表面處理的主阻燃劑與46.6kg的PA66樹脂和46.6kg的PA6樹脂組成的PA66混合基料混合；再把抗氧劑及協(xié)同阻燃劑加入到高混機中，攪拌4min，得到混合料；
(4)將所得混合料從雙螺桿擠出機的主喂料口加入到雙螺桿擠出機中，喂料速度30rpm；熔融擠出，冷卻造粒，得到阻燃PA66單絲用的改性材料；具體擠出的工藝參數(shù)為：一區(qū)溫度220℃，二區(qū)溫度235℃，三區(qū)溫度245℃，四區(qū)溫度250℃，五區(qū)溫度250℃，六區(qū)溫度245℃，七區(qū)溫度245℃，八區(qū)溫度250℃，九區(qū)溫度260℃，機頭區(qū)溫度265℃，主機轉速度370rpm。
實施例4
一種應用于單絲的阻燃PA66混合組成物復合材料，其配比比例為：PA66樹脂為46kg，PA6樹脂為44kg，總計90kg，主阻燃劑三聚氰胺脲酸酯(MCA)7.3kg，協(xié)同阻燃劑低聚芳基磷酸酯1kg，偶聯(lián)劑乙烯基三(β甲氧乙氧基)硅烷為0.4KG，潤滑劑乙撐基雙硬酯酸胺(EBS)為0.8kg，抗氧劑為N,N′-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二酰胺(SEED)為0.2kg，三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯為0.3kg。
由上述組合物制備阻燃PA66混合組成物的方法包括由以下步驟組成：
(1)用高速粉碎機將三聚氰胺脲酸酯粉碎至不大于10微米的粒徑，待用；
(2)將偶聯(lián)劑、潤滑劑與粉碎后的三聚氰胺脲酸酯一起加入到高混機中，加熱至70℃，混合8min后得到表面處理的主阻燃劑；
(3)在將經(jīng)表面處理的主阻燃劑中加入PA66基體樹脂46kg和PA6樹脂為44Kg的混合基料混合，再把抗氧劑及協(xié)同阻燃劑加入到高混機中，攪拌3min，得到混合料；
(4)將所得混合料從雙螺桿擠出機的主喂料口加入到雙螺桿擠出機中，喂料速度30rpm；熔融擠出，冷卻造粒，得到阻燃PA66單絲用的改性材料；具體擠出的工藝參數(shù)為：一區(qū)溫度220℃，二區(qū)溫度235℃，三區(qū)溫度245℃，四區(qū)溫度250℃，五區(qū)溫度250℃，六區(qū)溫度245℃，七區(qū)溫度245℃，八區(qū)溫度250℃，九區(qū)溫度260℃，機頭區(qū)溫度265℃，主機轉速度380rpm。
實施例5
一種應用于單絲的阻燃PA66混合組成物復合材料，其配比比例為：PA66樹脂為53.4kg，PA6樹脂為35.6kg，總計89kg，主阻燃劑三聚氰胺脲酸酯(MCA)為8kg，協(xié)同阻燃劑低聚芳基磷酸酯為1.2kg，偶聯(lián)劑乙烯基三(β甲氧乙氧基)硅烷為0.5KG，潤滑劑EBS為0.8kg，抗氧劑N,N′-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二酰胺(SEED為0.2kg，三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(168)為0.3kg。
由上述組合物制備阻燃PA66混合組成物的方法包括由以下步驟組成：
(1)用高速粉碎機將三聚氰胺脲酸酯粉碎至不大于10微米的粒徑，待用；
(2)將偶聯(lián)劑、潤滑劑與粉碎后的三聚氰胺脲酸酯一起加入到高混機中，加熱至75℃，混合9min后得到表面處理的主阻燃劑；
(3)在將經(jīng)表面處理的主阻燃劑中加入53.4kg的PA66基體樹脂和35.6kg的PA6樹脂混合，再把抗氧劑及協(xié)同阻燃劑加入到高混機中，攪拌4min，得到混合料；
(4)將所得混合料從雙螺桿擠出機的主喂料口加入到雙螺桿擠出機中，喂料速度30rpm；熔融擠出，冷卻造粒，得到阻燃PA66單絲用的改性材料；具體擠出的工藝參數(shù)為：一區(qū)溫度220℃，二區(qū)溫度235℃，三區(qū)溫度245℃，四區(qū)溫度240℃，五區(qū)溫度240℃，六區(qū)溫度240℃，七區(qū)溫度240℃，八區(qū)溫度240℃，九區(qū)溫度245℃，機頭區(qū)溫度260℃，主機轉速度400rpm。
實施例6
一種應用于單絲的阻燃PA66混合組成物復合材料，其配比比例為：PA66樹脂為28.5kg,PA6樹脂為66.5kg，總計95kg，主阻燃劑三聚氰胺脲酸酯(MCA)為3kg，低聚芳基磷酸酯為1.1kg，偶聯(lián)劑乙烯基三(β甲氧乙氧基)硅烷為0.1KG，潤滑劑EBS為0.3kg，抗氧化劑N,N-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二酰胺(SEED)0.2kg、三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(168)0.3kg。
由上述組合物制備阻燃PA66混合組成物的方法包括由以下步驟組成：
(1)用高速粉碎機將三聚氰胺脲酸酯粉碎至不大于10微米的粒徑，待用；
(2)將偶聯(lián)劑、潤滑劑與粉碎后的三聚氰胺脲酸酯一起加入到高混機中，加熱至80℃，混合10min后得到表面處理的主阻燃劑；
(3)在將經(jīng)表面處理的主阻燃劑中加入28.5kg的PA66基體樹脂和66.5kg的PA6樹脂混合，再把抗氧劑及協(xié)同阻燃劑加入到高混機中，攪拌4min，得到混合料；
(4)將所得混合料從雙螺桿擠出機的主喂料口加入到雙螺桿擠出機中，喂料速度30rpm；熔融擠出，冷卻造粒；具體擠出的工藝參數(shù)為：一區(qū)溫度220℃，二區(qū)溫度235℃，三區(qū)溫度245℃，四區(qū)溫度245℃，五區(qū)溫度245℃，六區(qū)溫度245℃，七區(qū)溫度245℃，八區(qū)溫度245℃，九區(qū)溫度250℃，機頭區(qū)溫度260℃，主機轉速度365rpm。
對比例1
一種應用于單絲的阻燃PA66混合組成物復合材料，其配比比例為：PA66為90.5kg，主阻燃劑三聚氰胺脲酸酯(MCA)為8kg，低聚芳基磷酸酯為0.5kg，偶聯(lián)劑乙烯基三(β甲氧乙氧基)硅烷為0.2KG，潤滑劑EBS為0.3kg，抗氧化劑N,N-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二酰胺(SEED)0.2kg、三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(168)0.3kg。
由上述組合物制備阻燃PA66組成物的方法包括由以下步驟組成：
(1)用高速粉碎機將三聚氰胺脲酸酯粉碎至不大于10微米的粒徑，待用；
(2)將偶聯(lián)劑、潤滑劑與粉碎后的三聚氰胺脲酸酯一起加入到高混機中，加熱至70℃，混合6min后，得到表面處理的主阻燃劑；
(3)在將經(jīng)表面處理的主阻燃劑中加入90.5kg的PA66基體樹脂中，再把抗氧劑及協(xié)同阻燃劑加入到高混機中，攪拌3min，得到混合料；
(4)將所得混合料從雙螺桿擠出機的主喂料口加入到雙螺桿擠出機中，喂料速度30rpm；熔融擠出，冷卻造粒；具體擠出的工藝參數(shù)為：一區(qū)溫度220℃，二區(qū)溫度235℃，三區(qū)溫度245℃，四區(qū)溫度245℃，五區(qū)溫度245℃，六區(qū)溫度245℃，七區(qū)溫度245℃，八區(qū)溫度245℃，九區(qū)溫度250℃，機頭區(qū)溫度260℃，主機轉速度365rpm。
單絲試驗情況，
用實施例1-6及對比例1所制得的改性粒料進行0.25mm直徑單絲的試制，檢測單絲的拉力，并編織網(wǎng)管進行檢測阻燃性能。其試驗情況及阻燃性能如下表所示：
表1 實施例和對比例的單絲實驗情況
由上述結果可知，本發(fā)明各組分之間具有良好的相容性，保證了阻燃劑和混合基料混合均勻，并且能保證制備阻燃PA66混合組成物能正常拉絲不發(fā)泡，具有良好的抗拉伸強度、抗沖擊強度、抗熱變型等物理機械性能，應用其制備的產(chǎn)品也具有抗擊性能強、使用壽命長的特點。
以上內容是結合具體/優(yōu)選的實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，其還可以對這些已描述的實施方式做出若干替代或變型，而這些替代或變型方式都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。