一种玻纤增强阻燃PA66材料及其制备方法技术

本申请涉及尼龙材料领域，更具体地说，它涉及一种玻纤增强阻燃PA66材料及其制备方法。所述玻纤增强阻燃PA66材料包括如下重量百分比的组分：PA66 54

【技术实现步骤摘要】
一种玻纤增强阻燃PA66材料及其制备方法


[0001]本申请涉及尼龙材料领域，更具体地说，它涉及一种玻纤增强阻燃PA66材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]玻纤增强PA66材料为改性聚酰胺中的一种，具有优良的耐磨性和自润滑性，且机械强度较高，因此被广泛应用于制备汽车工业、仪器壳体以及其它需要有抗冲击性和高强度要求的产品。
[0003]现有技术中，玻纤增强PA66材料的UL94阻燃等级在V2级，为提高玻纤增强PA66材料的阻燃性能，通常采用在玻纤增强PA66中添加磷系、氮系、溴系等阻燃剂，其制得的玻纤增强阻燃PA66材料的UL94阻燃等级可达V0级。
[0004]但是，现有的阻燃剂大多数为低分子，其与PA66的相容性较差，添加有阻燃剂的玻纤增强阻燃PA66材料的耐低温性能较差，难以较好地应用于低温环境中。

技术实现思路

[0005]为了提高玻纤增强阻燃PA66材料的耐低温性，本申请提供一种玻纤增强阻燃PA66材料及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种玻纤增强阻燃PA66材料，采用如下的技术方案：一种玻纤增强阻燃PA66材料，包括如下重量百分比的组分：PA66 54
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66%、玻璃纤维13
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20%、阻燃母粒14
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16%、POE
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g
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MAH 4
‑
6%、黑母粒3
‑
4%。
[0007]通过采用上述技术方案，本申请中用阻燃母粒提高PA66的阻燃性能，其相对于阻燃剂与PA66具有更好的相容性，能均匀分散在PA66中；在此基础上，本申请的组分中还配合有POE
‑
g
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MAH，其不但能进一步提高阻燃母粒与PA66的相容性，还能改善PA66的流动性，进而促使玻璃纤维均匀分散，由此制得的玻纤增强阻燃PA66材料，UL94阻燃等级可达V0级，且在
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40℃仍具体良好的结构强度，进而具有优异的耐低温性能；另外，配方中的黑母粒一方面能对玻纤增强阻燃PA66材料进行着色，另一方面其中的炭黑还能对材料进行补强，进而减少材料因添加POE
‑
g
‑
MAH而导致其硬度下降的情况，保证玻纤增强阻燃PA66材料具有良好的综合性能。
[0008]优选的，所述阻燃母粒主要由如下重量百分比的原料挤出造粒而成：阻燃剂60
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70%、POE弹性体 25
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30%、硅烷偶联剂2
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5%、抗氧剂3
‑
5%。
[0009]通过采用上述技术方案，阻燃母粒中，阻燃剂为阻燃基材，POE弹性体作为成型基材，利用POE弹性体良好的加工性能将阻燃剂进行包裹，其中的硅烷偶联剂能进一步促进阻燃剂更好地分散于POE中，抗氧剂则能有效提高阻燃剂的抗氧化性，由此制得阻燃母粒相对于单一的阻燃剂具有更好的流动性，便于运输和存储，其能有效提高PA66阻燃性的同时，还能减少阻燃剂对PA66耐低温性能的影响，使得玻纤增强阻燃PA66材料具有优异的耐低温性能。
[0010]优选的，所述阻燃剂为红磷阻燃剂。
[0011]通过采用上述技术方案，红磷阻燃剂是以红磷为代表的一种阻燃剂，具有优良的耐高温性、不挥发等特点。在磷系阻燃剂中，红磷的阻燃效果最后，阻燃效果高，这可能是因为红磷理论来说是完全的磷单质，其在树脂中的阻燃机理为形成磷酸配做为脱水剂并促进为炭，炭的生成降低了从火焰到凝聚相的热传导。但是红磷的与树脂的相容性较差，而且红磷长期暴露在高温高湿环境的塑料中易变为磷酸，磷酸长期在塑料中，塑料两端紧贴在有电压差别的金属导体，磷酸会造成金属原子游离为金属离子，溶入磷酸。位于两端金属导体中间的绝缘塑料变为导电塑料，因此造成电气绝缘品质/安全问题。
[0012]但是，本申请由红磷阻燃剂制得的阻燃母粒在高温高湿环境中具有良好的绝缘性，这可能是由于红磷被POE弹性体包裹，而POE弹性体本身具有优异的电绝缘性，另外还具有良好的耐老化、耐臭氧、耐化学介质等性能，再配合抗氧剂，使得阻燃母粒的体系具有良好的电化学稳定性。
[0013]优选的，所述红磷阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：将红磷和分散剂加入至水中搅拌至红磷分散均匀，得到红磷分散液，往所述红磷分散液中加入硫酸铝，硫酸铝与红磷的质量比为（3
‑
4）:1，加热至50
±
2℃后，保温静置8
‑
10min，随后继续升温至65
±
2℃，边搅拌边缓慢滴加碳酸钠溶液，调节pH至5
‑
6，保温反应2h，收获产物经冷却、抽滤、洗涤和干燥后，制得所述红磷阻燃剂。
[0014]通过采用上述技术方案，本申请的红磷阻燃剂用硫酸铝进行表面处理，使得红磷表面包覆有氢氧化铝，其能减少红磷阻燃剂被氧化为磷酸，同时降低红磷的吸湿率，提高红磷阻燃剂的稳定性，其中反应过程中加热至50℃保温静置8
‑
10min，由此制得的红磷阻燃剂稳定性更为优异，这可能是由于此阶段硫酸铝先均匀稳定地附着在红磷表面，随后滴加的碳酸钠溶液再与硫酸铝反应生成氢氧化铝包覆在红磷表面，最后形成氢氧化铝胶囊化红磷。
[0015]优选的，POE弹性体为陶氏8150、VM
‑
6202、DF
‑
710中的一种。
[0016]通过采用上述技术方案，陶氏8150、VM
‑
6202、DF
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710均具体良好的加工流动性，其在本申请中能较好地进行挤出造粒，提高阻燃母粒的制备效率。
[0017]优选的，所述玻璃纤维、阻燃母粒与POE
‑
g
‑
MAH的重量比为3:3:1。
[0018]通过采用上述技术方案，当玻璃纤维、阻燃母粒与POE
‑
g
‑
MAH的重量比为3:3:1时，其制得的玻纤增强阻燃PA66材料的阻燃性和耐低温性能明显优于其他重量比，因此将其作为进一步的优选。
[0019]优选的，所述POE
‑
g
‑
MAH的熔融指数为1.5
‑
2.0g/10min（190℃，2.16kg），接枝MAH含量为0.8
‑
1.2%。
[0020]通过采用上述技术方案，POE
‑
g
‑
MAH的熔融指数和接枝量会在一定程度上影响POE
‑
g
‑
MAH的性能，譬如熔融指数越高、接枝量越多，材料的机械强度则会下降；若熔融指数降低、接枝量减少，材料中各组分的相容性难以得到有效改善，难以获得更为优异的耐低温性能。本申请在上述参数范围内制得的材料兼具良好的机械强度和耐低温性能，因此将其作为优选。
[0021]优选的，所述玻璃纤维的单丝直径为11
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玻纤增强阻燃PA66材料，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：PA66 54
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66%、玻璃纤维13
‑
20%、阻燃母粒14
‑
16%、POE
‑
g
‑
MAH 4
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6%、黑母粒3
‑
4%。2.根据权利要求1所述的玻纤增强阻燃PA66材料，其特征在于：所述阻燃母粒主要由如下重量百分比的原料挤出造粒而成：阻燃剂60
‑
70%、POE弹性体 25
‑
30%、硅烷偶联剂2
‑
5%、抗氧剂3
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5%。3.根据权利要求2所述的玻纤增强阻燃PA66材料，其特征在于：所述阻燃剂为红磷阻燃剂。4.根据权利要求3所述的玻纤增强阻燃PA66材料，其特征在于，所述红磷阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：将红磷和分散剂加入至水中搅拌至红磷分散均匀，得到红磷分散液，往所述红磷分散液中加入硫酸铝，硫酸铝与红磷的质量比为（3
‑
4）:1，加热至50
±
2℃后，保温静置8
‑
10min，随后继续升温至65
±
2℃，边搅拌边缓慢滴加碳酸钠溶液，调节pH至5
‑
6，保温反应2h，收获产物经冷却、抽滤、洗涤和干燥后，制得所述红磷阻燃剂。5.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈奕欣，
申请(专利权)人：上海欣洁商务服务有限公司，
类型：发明
国别省市：