一种功能阻燃尼龙复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种功能阻燃尼龙复合材料及其制备方法，产品：按重量份数计，包括45

【技术实现步骤摘要】
一种功能阻燃尼龙复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于功能高分子复合材料领域，具体涉及一种功能阻燃尼龙复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚酰胺(PA)，俗称尼龙，是大分子主链重复单元中含有酰胺基团(
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NHCO
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)的高聚物材料的总称。尼龙的产量在五大工程塑料中位居第一，是各行各业中不可缺少的工程塑料，其种类繁多，有尼龙6，尼龙66，尼龙610等。尼龙材料本身性能优异，具备良好的韧性、加工性能等优点，使其广泛应用在机械制造、汽车零部件、纺织等领域。虽然尼龙具有以上优异的性能，但由于实际生产过程中使用的大部分是脂肪族尼龙，燃烧后其成碳性能不好，导致其阻燃性能不好。
[0003]目前，尼龙材料的阻燃改性分为含卤阻燃改性和无卤阻燃改性，虽然卤系阻燃剂的阻燃效果更好，可以显著提高尼龙的阻燃性能，但是卤系阻燃剂在燃烧的过程中通常会产生腐蚀性烟雾和有毒气体，危害人类健康以及生态环境，因此无卤阻燃剂得到了越来越多实验人员的青睐。
[0004]此外，聚酰胺是一种结晶材料，注塑过程中注塑件会出现较高的成型收缩率，使得材料在装配过程中出现尺寸不匹配的问题。
[0005]为了解决上述问题，中国专利CN114685974A公开了一种尼龙复合材料及其制备方法、注塑制件、家用电器，通过向玻纤/尼龙复合材料中添加乙烯
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甲基丙烯酸钾盐共聚物和/或乙烯
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甲基丙烯酸镁盐共聚物可显著减少尼龙成型后结晶，避免大尺寸收缩现象，注塑制件具有良好的尺寸稳定性，不发生翘曲变形，同时注塑制品表面光滑匀称，外观美观，适用于咖啡壶底座、电磁炉底座等家用电器产品。
[0006]虽然上述方案制备了性能优异的尼龙产品，但是在家用电器，电子电器，汽车制造等一些领域，需要尼龙材料不仅具有良好的尺寸稳定性还要具有优异的阻燃性，因此，研究一种兼有优良的尺寸稳定性和阻燃性的复合材料具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种功能阻燃尼龙复合材料及其制备方法。
[0008]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0009]一种功能阻燃尼龙复合材料，按重量份数计，包括45
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70份尼龙树脂、5
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15份无卤阻燃剂、12
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20份阻燃母粒和5
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20份矿物；
[0010]无卤阻燃剂为二乙基次磷酸铝；阻燃母粒是以PA6为载体的高浓度的N、P系无卤阻燃剂的阻燃母粒，阻燃母粒中N、P系无卤阻燃剂的含量为66wt％；
[0011]矿物为硅灰石、碳酸钙、高岭土和硫酸钡中的一种以上。
[0012]作为优选的技术方案：
[0013]如上所述的一种功能阻燃尼龙复合材料，尼龙树脂为尼龙6和/或尼龙66。
[0014]如上所述的一种功能阻燃尼龙复合材料，按重量份数计，还包括0.5
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2份相容剂、0.2
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0.5份润滑剂和0.2
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0.5份抗氧剂。
[0015]如上所述的一种功能阻燃尼龙复合材料，相容剂为POE。
[0016]如上所述的一种功能阻燃尼龙复合材料，润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硅酮和TAF中的一种以上。
[0017]如上所述的一种功能阻燃尼龙复合材料，抗氧剂为抗氧剂168和抗氧剂1098的混合物，更优选地，二者的质量比为1:1。
[0018]如上任一项所述的一种功能阻燃尼龙复合材料，功能阻燃尼龙复合材料的阻燃性能为1.6mm V0，成型收缩率不超过0.96％。
[0019]本专利技术还提供制备如上任一项所述的一种功能阻燃尼龙复合材料的方法，按重量配比，将各组分混合均匀后加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，即得功能阻燃尼龙复合材料，此时功能阻燃尼龙复合材料呈粒子状态，进一步地，可将功能阻燃尼龙复合材料粒子在120℃下干燥4
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8h后，经注塑机注塑得到功能阻燃尼龙复合材料片材。
[0020]作为优选的技术方案：
[0021]如上所述的方法，混合均匀采用高混机，转速为300
‑
400rpm，时间为10
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15min，双螺杆挤出机各区的温度范围为220
‑
260℃。
[0022]有益效果
[0023](1)本专利技术采用矿物填充在不影响阻燃性能的基础上很好地解决了材料成型过程中收缩率不匹配的问题，成本低廉，一是矿物本身不收缩，填充后减小了复合材料的成型收缩率。二是矿物填料起到一种成核剂的作用，改善尼龙分子链的结晶状态，加快尼龙结晶速率，减少大球晶形成的同时减小二次结晶，从而降低成型收缩率。
[0024](2)本专利技术通过二乙基次磷酸铝阻燃剂与阻燃母粒之间的协同作用，气相阻燃机理和凝聚相阻燃机理共同作用，制备了阻燃性能优异的功能阻燃尼龙复合材料，二乙基次磷酸铝阻燃剂和阻燃母粒燃烧后产生不易挥发和强脱水性的聚偏磷酸，在聚合物表面形成碳化保护膜，使聚合物与空气隔绝，既阻挡了氧气的进入，也阻挡了可燃性气体的逸出，同时脱出的水吸收大量的热，使聚合物表面温度下降；阻燃母粒在高温下分解生成不燃性氮类气体，稀释氧气和可燃气体，从而发挥气相阻燃机理。
具体实施方式
[0025]下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0026]以下各实施例和对比例中制得的复合材料相关性能的检测方法如下：
[0027]阻燃性能的检测方法为：GB/T 2408
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2008；
[0028]成型收缩率的检测方法为：将注塑成型的圆片在23℃、相对湿度50％的环境中放置24h后，用游标卡尺测量其直径d1及模具型腔的直径d，然后按下式计算复合材料成型收缩率；
[0029]成型收缩率＝(d
‑
d1)/d
×
100％。
[0030]以下各实施例和对比例中一些物质的厂商和牌号如下：
[0031]尼龙树脂的牌号为PA6 M2400、PA66EPR27；
[0032]阻燃母粒的厂商为浙江旭森，牌号为M3365A；
[0033]相容剂的厂商为美国陶氏，牌号为8150；
[0034]抗氧剂168的厂商为巴斯夫，抗氧剂1098的厂商为巴斯夫。
[0035]实施例1
[0036]一种功能阻燃尼龙复合材料的制备方法，按重量份数计，将64份尼龙树脂、12份二乙基次磷酸铝、13份阻燃母粒、10份矿物、0.8份相容剂、0.4份润滑剂和0.4份抗氧剂加入高混机中，以300rpm的转速混合15min得到混合物，将混合物加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，得到功能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功能阻燃尼龙复合材料，其特征在于，按重量份数计，包括45
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70份尼龙树脂、5
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15份无卤阻燃剂、12
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20份阻燃母粒和5
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20份矿物；无卤阻燃剂为二乙基次磷酸铝；阻燃母粒是以PA6为载体的高浓度的N、P系无卤阻燃剂的阻燃母粒，阻燃母粒中N、P系无卤阻燃剂的含量为66wt％；矿物为硅灰石、碳酸钙、高岭土和硫酸钡中的一种以上。2.根据权利要求1所述的一种功能阻燃尼龙复合材料，其特征在于，尼龙树脂为尼龙6和/或尼龙66。3.根据权利要求1所述的一种功能阻燃尼龙复合材料，其特征在于，按重量份数计，还包括0.5
‑
2份相容剂、0.2
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0.5份润滑剂和0.2
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0.5份抗氧剂。4.根据权利要求3所述的一种功能阻燃尼龙复合材料，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：申维新，陈超，王尹杰，孟成铭，
申请(专利权)人：上海日之升科技有限公司，
类型：发明
国别省市：