一种无卤阻燃PA及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无卤阻燃PA，属于PA材料制备技术领域，包括以下原料：PA、纳米氮化铝、改性阻燃剂、纳米二氧化硅、柳絮棉、三聚氰胺氰尿酸盐、聚乙醇、聚氯乙烯树脂、膨胀蛭石、磷酸二（2,3‑二氯丙基）辛酯、三（新戊二醇磷酸酯基）甲胺、硅烷偶联剂KH‑550、乙烯基三乙氧基硅烷、六氯环三磷腈；所述的无卤阻燃PA是经过制备基料，制备改性料后将主料和改性料混合后制得。本发明专利技术制备得到的PA材料具有优异的耐火性能。

【技术实现步骤摘要】
一种无卤阻燃PA及其制备方法
本专利技术属于PA材料的制备
，具体涉及一种无卤阻燃PA及其制备方法。
技术介绍
PA材料是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐火性、硬度及抗老化性均优的塑料。日本业界将它定义为可以作为构造用及机械零件用的高性能塑料，耐火性在100°C以上，主要运用在工业上。常规的PA材料种类包括PA、聚缩醛、变性聚苯醚、聚酯、聚苯硫醚等。绝大多数的塑料都是可燃性物质，而塑料的建筑材料、交通运输材料、家用电器材料等都需要塑料制品不燃烧，有良好的阻燃性能，要求塑料在大火中的发烟度要小。中国专利申请文献“一种高冲击无卤阻燃POK/PA合金材料（公开号：CN106700525A）”公开了一种高冲击无卤阻燃POK/PA合金材料，由以下成分按如下重量份组成：聚酮POK200-400份；尼龙PA6400-700份；相容冲击改性剂10-100份；无卤阻燃剂50-150份；助剂5-15份。本专利技术的高冲击无卤阻燃POK/PA合金材料具有良好的高冲击性能，23°C可以达到250J/M；-30°C可以达到150J/M，且无卤阻燃可以达到V-0；材料的磨耗系数优于单纯的阻燃PA6，达到6.9mm3/kg/km；材料的热变形温度高于单纯的阻燃PA6，达到190°C。但其阻燃性能依然无法满足实际使用时的需求，故亟需开发一种阻燃更高的PA材料来解决上述PA材料的阻燃性能不足的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无卤阻燃PA及其制备方法，以解决在专利申请文献“一种高冲击无卤阻燃POK/PA合金材料（公开号：CN106700525A）”公开的PA材料的基础上，如何优化组分、用量、方法等，提高PA材料耐火性能的问题。为了解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种无卤阻燃PA，包括以下原料：PA、纳米氮化铝、改性阻燃剂、纳米二氧化硅、柳絮棉、三聚氰胺氰尿酸盐、聚乙醇、聚氯乙烯树脂、膨胀蛭石、磷酸二（2,3-二氯丙基）辛酯、三（新戊二醇磷酸酯基）甲胺、硅烷偶联剂KH-550、乙烯基三乙氧基硅烷、六氯环三磷腈；所述改性阻燃剂，以重量份为单位，包括以下原料：聚甲基丙烯酸甲酯8-12份、过硫酸钾1-5份、聚偏氟乙烯2-5份、锌苯磷酸3-6份、硅烷偶联剂KH-5504-8份、硅藻土3-9份、多聚磷酸铝2-6份、海泡石粉4-8份、纳米氢氧化铝3-9份、三氧化锑2-5份、硼酸锌4-8份；所述PA、膨胀蛭石、纳米氮化铝、改性阻燃剂、硅烷偶联剂KH-550的重量比为（15-25）：（6-9）：（4-8）：（9-12）：（1-3）。进一步的，所述PA、膨胀蛭石、纳米氮化铝、改性阻燃剂、硅烷偶联剂KH-550的重量比为21.3：7.2：5.8：10.8：2.3。进一步的，以重量份为单位，包括以下原料：PA15-25份、纳米氮化铝4-8份、改性阻燃剂9-12份、纳米二氧化硅3-6份、柳絮棉1-5份、三聚氰胺氰尿酸盐1-3份、聚乙醇2-5份、聚氯乙烯树脂4-8份、膨胀蛭石6-9份、磷酸二（2,3-二氯丙基）辛酯3-9份、三（新戊二醇磷酸酯基）甲胺2-5份、硅烷偶联剂KH-5501-3份、乙烯基三乙氧基硅烷4-8份、六氯环三磷腈8-12份。进一步的，所述改性阻燃剂按如下工艺进行制备：将聚甲基丙烯酸甲酯、锌苯磷酸、过硫酸钾和聚偏氟乙烯混合均匀，然后升温至60-80℃，保温2-4h得到核芯，接着加入向核芯中硅烷偶联剂KH-550、硅藻土、海泡石粉、纳米氢氧化铝、三氧化锑、硼酸锌、和多聚磷酸铝混合均匀，于650-850r/min转速搅拌10-30min，调节pH至3.5-5.0，然后升温至65-75℃，保温0.5-1.5h后在核芯外周形成壳层，接着洗涤后真空中于65-75℃干燥至恒重，冷却至室温得到改性阻燃剂。本专利技术提出的一种无卤阻燃PA的制备方法，包括以下步骤：S1、将乙丙橡胶、丁苯橡胶和聚磷酸铵混合均匀，升温至120-130℃，保温10-30min，接着于1500-2500r/min转速搅拌10-30min，冷却至室温得到基料；S2、将PA和氟碳树脂混合均匀后升温至110-130℃，保温20-40min，接着加入膨胀蛭石、纳米氮化铝、含硅氢基、纤维素醚、炭黑N330、柳絮棉、硅酸钠、氯化石蜡、二甲基硅油、膨胀蛭石、促进剂TMDT、氧化锌、硬脂酸、防老剂RD混合均匀，于850-1050r/min转速搅拌1-2h，然后继续升温至80-90℃，保温5-15min，接着加入改性阻燃剂和硅烷偶联剂KH-550混合均匀，于2500-3500r/min转速搅拌5-15min，冷却至室温得到改性料；S3、将S1得到的基料升温至110-130℃，保温20-30min，然后加入S2得到的改性料，降温至70-80℃，保温1-2h，于650-850r/min转速搅拌1-2h，冷却至室温后得到，接着将包裹在电缆线芯的外周形成无卤阻燃PA。进一步的，S1中，向基料中加入乙烯基三乙氧基硅烷和六氯环三磷腈混合均匀，升温至110-130℃，保温10-20min得到改性基料。本专利技术具有以下有益效果：（1）由实施例1-3和对比例7的数据可见，实施例1-3制得的无卤阻燃PA的耐火性能显著高于对比例7制得的PA材料的耐火性能；同时由实施例1-3的数据可见，实施例1为最优实施例。（2）由实施例1和对比例1-6的数据可见，PA、膨胀蛭石、纳米氮化铝、改性阻燃剂、硅烷偶联剂KH-550在制备无卤阻燃PA中起到了协同作用，协同提高了无卤阻燃PA的耐火性能；这是：以PA、膨胀蛭石、纳米氮化铝、改性阻燃剂、硅烷偶联剂KH-550作为补强体系，利用PA作为基础PA，膨胀蛭石和纳米氮化铝为耐火填料，膨胀蛭石和纳米氮化铝的表面含有大量的羟基，能够在硅烷偶联剂KH-550的连接作用下与PA表面的不饱和键连接，实现了膨胀蛭石和纳米氮化铝对PA的包围，增大了PA的表面积，实现基础PA在使用时获得了更多的接触面积，并利用包裹在PA外的耐火填料实现对PA耐火性的补强，从而有效提高PA的耐火性能，其中有机改性蒙脱土不仅具有很好的阻隔作用，且有机改性蒙脱土还含有的烷基铵盐发生了霍夫曼降解，形成具有催化活性的酸性点，促进了炭层的形成，炭层的形成能够为纳米氮化铝提供更多交联的空间，纳米氮化铝交联连接到PA后，由于PA外周的不饱和键获得了更多的纳米氮化铝，这些纳米氮化铝可以很好的起到隔绝氧气的作用，进而有效提高PA的耐火性，并配合上具有耐火性的膨胀蛭石和改性阻燃剂，并在硅烷偶联剂KH-550的连接作用下分布在PA外周的各个部位，实现PA表面的各个位置均具有很强的耐火性能。而添加的改性阻燃剂通过以聚甲基丙烯酸甲酯和聚偏氟乙烯为原料，以过硫酸钾为引发剂，制备了核芯，然后以硅烷偶联剂KH-550作为核芯与壳层之间的连接中间体，实现硅藻土、海泡石粉、纳米氢氧化铝、三氧化锑、硼酸锌和多聚磷酸铝均经过硅烷偶联剂KH-550而连接在核芯外周而形成壳层，由于硅藻土、海泡石粉、纳米氢氧化铝、三氧化锑、硼酸锌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无卤阻燃PA，其特征在于，包括以下原料：PA、纳米氮化铝、改性阻燃剂、纳米二氧化硅、柳絮棉、三聚氰胺氰尿酸盐、聚乙醇、聚氯乙烯树脂、膨胀蛭石、磷酸二（2,3-二氯丙基）辛酯、三（新戊二醇磷酸酯基）甲胺、硅烷偶联剂KH-550、乙烯基三乙氧基硅烷、六氯环三磷腈；/n所述改性阻燃剂，以重量份为单位，包括以下原料：聚甲基丙烯酸甲酯8-12份、过硫酸钾1-5份、聚偏氟乙烯2-5份、锌苯磷酸3-6份、硅烷偶联剂KH-550 4-8份、硅藻土3-9份、多聚磷酸铝2-6份、海泡石粉4-8份、纳米氢氧化铝3-9份、三氧化锑2-5份、硼酸锌4-8份；/n所述PA、膨胀蛭石、纳米氮化铝、改性阻燃剂、硅烷偶联剂KH-550的重量比为（15-25）：（6-9）：（4-8）：（9-12）：（1-3）。/n

【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃PA，其特征在于，包括以下原料：PA、纳米氮化铝、改性阻燃剂、纳米二氧化硅、柳絮棉、三聚氰胺氰尿酸盐、聚乙醇、聚氯乙烯树脂、膨胀蛭石、磷酸二（2,3-二氯丙基）辛酯、三（新戊二醇磷酸酯基）甲胺、硅烷偶联剂KH-550、乙烯基三乙氧基硅烷、六氯环三磷腈；
所述改性阻燃剂，以重量份为单位，包括以下原料：聚甲基丙烯酸甲酯8-12份、过硫酸钾1-5份、聚偏氟乙烯2-5份、锌苯磷酸3-6份、硅烷偶联剂KH-5504-8份、硅藻土3-9份、多聚磷酸铝2-6份、海泡石粉4-8份、纳米氢氧化铝3-9份、三氧化锑2-5份、硼酸锌4-8份；
所述PA、膨胀蛭石、纳米氮化铝、改性阻燃剂、硅烷偶联剂KH-550的重量比为（15-25）：（6-9）：（4-8）：（9-12）：（1-3）。


2.根据权利要求1所述的无卤阻燃PA，其特征在于，所述PA、膨胀蛭石、纳米氮化铝、改性阻燃剂、硅烷偶联剂KH-550的重量比为21.3：7.2：5.8：10.8：2.3。


3.根据权利要求1所述的无卤阻燃PA，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：PA15-25份、纳米氮化铝4-8份、改性阻燃剂9-12份、纳米二氧化硅3-6份、柳絮棉1-5份、三聚氰胺氰尿酸盐1-3份、聚乙醇2-5份、聚氯乙烯树脂4-8份、膨胀蛭石6-9份、磷酸二（2,3-二氯丙基）辛酯3-9份、三（新戊二醇磷酸酯基）甲胺2-5份、硅烷偶联剂KH-5501-3份、乙烯基三乙氧基硅烷4-8份、六氯环三磷腈8-12份。


4.根据权利要求1所述的无卤阻燃PA，其特征在于，所述改性阻燃剂按如下工艺进行制备：将聚甲基丙烯酸甲酯、锌苯磷酸、过硫酸钾和聚偏氟乙烯混合均匀，然后升温至60-80℃，保温2-4h得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈思汕，陈思松，蔡盛赢，蔡盛克，陈盛介，涂丹，林铠，
申请(专利权)人：浙江世博新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33