阻燃工程塑料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种阻燃工程塑料，按重量百分含量包括：PA66：30％～45％、LCP：10％～20％、相容剂：3％～7％、玻纤：20％～30％、阻燃剂：15％～20％、其他助剂：0.5％～1.5％。该塑料吸水率降低、抗翘曲能力强。阻燃工程塑料的制备方法，包括如下步骤：a)、按质量百分含量计称量上述原料组分；b)、聚己二酸己二胺PA66和LCP原料分别在鼓风干燥温度为110～130℃、140～150℃的环境下处理4～8h；c)、将干燥后的聚己二酸己二胺PA66、LCP原料与阻燃剂、相容剂、抗氧剂、润滑剂和热稳定剂经高速搅拌机混合均匀；d)将混合物经长径比为25～40的双螺杆挤出机熔融挤出，并在排气口处加入玻璃纤维，造粒即得阻燃工程塑料。具有操作简单、成本低廉、生产效益高，适合工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种阻燃工程塑料及其制备方法。
技术介绍
PA66(聚己二酸己二胺)具有优良机械性能、耐磨性、耐化学性和耐热性，因而广泛用于各类电子电器、汽车、建筑等行业，但PA66存在吸水率大，导致注塑成型的产品翘曲严重，使其应用受到一定限制。目前，改性手段主要是通过在PA66中添加玻璃纤维、使得矿物增强，用以降低PA66的吸水率，改善材料的结晶性，提高材料抗翘曲能力。因此，改性PA66的高性能化、低成本化是改性行业发展的新方向。为此，人们进行了大量研究，如美国公开专利USP8987359，公布了一种玻纤增强PA66/PPS合金工程塑料；美国公开专利USP8865821，公布了一种玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维，改善PA66的吸水率，提高材料的机械性能，改善改性PA66翘曲程度，使材料满足高温、高强度的应用环境，但是两种改性手段获得的材料熔融指数偏低，对于成型大制件或厚壁制件时仍存在一定程度的翘曲。目前，玻璃纤维虽然能降低PA66的吸水率，提高机械性能、热变形温度也得到大幅度提高，但由于玻璃纤维的长径比远远大于1，填充改性后的PA66存在纵横收缩率不一致。于是，人们开始研究PA66合金以改善PA66引起的吸收率高、翘曲严重等问题，中国专利CN102086301A公开了阻燃PA/PE合金，以及中国专利CN103642219A高导热耐高温PPO/PA合金等制备方法，改性后的PA66吸水率明显降低，注塑制件得到明显改善，但PA66的机械性能和刚性明显降低，而陈宪宏等在《塑料工业》报道了“LCP/PA66共混物的DSC分析及相容性研究”，采用溶液共混法研究了LCP与PA66的相容性及结晶行为，DSC的分析结果表明，LCP、PA66具有优良的相容性，LCP的加入对PA66结晶性能存在明显的影响，PA66的结晶能力明显提高，共混物的收缩率得到明显改善，而采用溶液法制备LCP/PA66成本较高，形成的废液处理难度大，污染环境，更不利于工业化生产。此外，目前以平行同向双螺杆挤出机生产PA66/LCP阻燃工程塑料的研究鲜有报道
技术实现思路
基于现有技术存在的上述缺陷，本专利技术提供的一种阻燃工程塑料，该阻燃工程塑料，利用PA66与LCP的不同结晶机理控制合金相的结晶行为及进程，降低合金相在各向结晶速率的差异，从而使合金相的吸水率降低、抗翘曲能力增强。为解决上述问题，本专利技术主要采用以下的技术方案：本专利技术提供的阻燃工程塑料，通过将包括按质量百分含量计的如下组分制备而成：其中，所述第一助剂为阻燃剂；所述第二助剂为相容剂；所述第三助剂为玻璃纤维，所述第四助剂为抗氧剂、润滑剂和热稳定剂。作为本专利技术进一步的改进；通过将包括按质量百分含量计的如下组分制备而成：其中，所述第一助剂为阻燃剂；所述第二助剂为相容剂；所述第三助剂为玻璃纤维，所述第四助剂为抗氧剂、润滑剂和热稳定剂。作为本专利技术进一步的改进：所述阻燃剂包括主阻燃剂和阻燃协效剂，所述主阻燃剂与阻燃协效剂的质量比为(1.5～4):1；所述主阻燃剂为选自十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯和溴化环氧树脂中的一种或其复配阻燃剂；所述阻燃协效剂为选自三氧化二锑、红磷和锑酸钠中的一种或几种的混合物。作为本专利技术进一步的改进：所述相容剂为烯烃类聚合物、马来酸酐接枝烯烃共聚物和甲基丙烯酸缩水甘油接枝烯烃共聚物或其复配相容剂。作为本专利技术进一步的改进：所述马来酸酐接枝烯烃共聚物为接枝率为0.5％～1.0％的POE-g-MAH和POE-g-GMA。作为本专利技术进一步的改进：所述抗氧剂、润滑剂和热稳定剂的质量比为1:(1.5～2):(1.5～2)；所述抗氧剂为选自β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、((N,N(3,5)-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰)已二胺和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯中一种或几种混合物；所述润滑剂为选自乙撑双脂肪酸酰胺、长链不饱和脂肪酸盐、N.N-亚乙基双硬脂酸酰胺和乙烯硬脂酰胺中一种或几种混合物；所述热稳定剂为选自N-苯烯接枝马来酰亚胺、有机铜盐、受阻酚类和磷酸酯类中一种或几种混合物。本专利技术还提供一种利于工业化生产的阻燃工程塑料的制备方法，包括如下步骤：a)、按质量百分含量计称量上述原料组分；b)、聚己二酸己二胺PA66和LCP原料分别在鼓风干燥温度为110～130℃、140～150℃的环境下处理4～8h；c)、将干燥后的聚己二酸己二胺PA66、LCP原料与阻燃剂、相容剂、抗氧剂、润滑剂和热稳定剂经高速搅拌机混合均匀；d)将混合物经长径比为25～40的双螺杆挤出机熔融挤出，并在排气口处加入玻璃纤维，造粒即得阻燃工程塑料。作为本专利技术进一步的改进：步骤d)中，所述挤出工艺参数为：一区温度100～140℃；二区温度240～270℃；三区、四区、五区温度均为260～280℃；六区、七区、八区、九区温度均为265～275℃；模头温度270～285℃；机头模压为8～11MPa；塑料在挤出机中停留时间为1～2min。作为本专利技术进一步的改进：所述挤出机为平行同向双螺杆挤出机。作为本专利技术进一步的改进：所述阻燃剂包括主阻燃剂和阻燃协效剂，所述主阻燃剂与助燃协效剂的质量比为(1.5～4):1；所述主阻燃剂为选自十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯和溴化环氧树脂中的一种或其复配阻燃剂；所述阻燃协效剂为选自三氧化二锑、红磷和锑酸钠中的一种或几种的混合物；所述相容剂为烯烃类聚合物、马来酸酐接枝烯烃共聚物和甲基丙烯酸缩水甘油接枝烯烃共聚物或其复配相容剂；所述抗氧剂为选自β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、((N,N(3,5)-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰)已二胺和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯中一种或几种混合物；所述润滑剂为选自乙撑双脂肪酸酰胺、长链不饱和脂肪酸盐、N.N-亚乙基双硬脂酸酰胺和乙烯硬脂酰胺中一种或几种混合物；所述热稳定剂为选自N-苯烯接枝马来酰亚胺、有机铜盐、受阻酚类和磷酸酯类中一种或几种混合物。相容剂为接枝率为0.5％～1.0％的POE-g-MAH、POE-g-GMA，增强PA66和LCP相界面相容性，提高PA66、LCP、玻璃纤维相界面的结合效果，实现体系中各组分的均匀混合。本专利技术的原理为：热致性LCP主链由刚性或半刚性链段、柔性链段构成。在熔融状态下，热致性LCP主链在双螺杆中的捏合块、齿轮盘、拉伸块等特殊元件作用下(剪切应力、剪切应变)，热致性LCP熔体微观相生成具有高度取向结构，其中包含椭圆状、线条状或针叶状等晶体相。在冷却后期，由于高度取向的液晶态导致分子链段弛豫松弛时间较长，有利于非晶相分子链段高度取向的状态稳定长期存在，当热致性LCP作为分散相加入到聚己二酸己二胺PA66中分子链段高度取向为聚己二酸己二胺PA66提供了晶核，改变了聚己二酸己二胺PA66非晶相中晶核生长方向，LCP中的高度取向分子链段可改善PA66晶体各向生长的差异性，从根本上改善了合金材料由于结晶导致材料各向收缩差异，改善了PA66/LCP合金材料的耐翘曲能力。另外，本专利技术也充分利用了LCP、PA66副牌料流动性高，改善注塑工艺，降低生产成本。本专利技术利用平行同向双螺杆挤出机制备PA66/LCP阻燃工程塑料,其中LCP液晶相改变PA66的结晶进程，改善合金材料结晶相各向收缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
阻燃工程塑料，其特征在于通过将包括按质量百分含量计的如下组分制备而成：其中，所述第一助剂为阻燃剂；所述第二助剂为相容剂；所述第三助剂为玻璃纤维，所述第四助剂为抗氧剂、润滑剂和热稳定剂。

【技术特征摘要】
1.阻燃工程塑料，其特征在于通过将包括按质量百分含量计的如下组分制备而成：其中，所述第一助剂为阻燃剂；所述第二助剂为相容剂；所述第三助剂为玻璃纤维，所述第四助剂为抗氧剂、润滑剂和热稳定剂。2.根据权利要求1所述的阻燃工程塑料，其特征在于通过将包括按质量百分含量计的如下组分制备而成：其中，所述第一助剂为阻燃剂；所述第二助剂为相容剂；所述第三助剂为玻璃纤维，所述第四助剂为抗氧剂、润滑剂和热稳定剂。3.根据权利要求1或2所述的阻燃工程塑料，其特征在于：所述阻燃剂包括主阻燃剂和阻燃协效剂，所述主阻燃剂与阻燃协效剂的质量比为(1.5～4):1；所述主阻燃剂为选自十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯和溴化环氧树脂中的一种或其复配阻燃剂；所述阻燃协效剂为选自三氧化二锑、红磷和锑酸钠中的一种或几种的混合物。4.根据权利要求1或2所述的阻燃工程塑料，其特征在于：所述相容剂为烯烃类聚合物、马来酸酐接枝烯烃共聚物和甲基丙烯酸缩水甘油接枝烯烃共聚物或其复配相容剂。5.根据权利要求4所述的阻燃工程塑料，其特征在于：所述马来酸酐接枝烯烃共聚物为接枝率为0.5％～1.0％的POE-g-MAH和POE-g-GMA。6.根据权利要求1或2所述的阻燃工程塑料，其特征在于：所述抗氧剂、润滑剂和热稳定剂的质量比为1:(1.5～2):(1.5～2)；所述抗氧剂为选自β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、((N,N(3,5)-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰)已二胺和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯中一种或几种混合物；所述润滑剂为选自乙撑双脂肪酸酰胺、长链不饱和脂肪酸盐、N.N-亚乙基双硬脂酸酰胺和乙烯硬脂酰胺中一种或几种混合物；所述热稳定剂为选自N-苯烯接枝马来酰亚胺、有机铜盐、受阻酚类和磷酸酯类中一种或几种混合物。7.根据权利要求1-6之任一所述的阻燃工程塑料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐永，徐永清，杨秋会，
申请(专利权)人：安徽科聚新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34