【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电器材料，尤其是涉及一种高cti的无卤阻燃尼龙及其制备方法。
技术介绍
1、尼龙，以其出色的物理和化学性质，多年来在工程塑料领域占据了重要地位，其独特的力学性能、高度的耐热性和耐化学腐蚀性使得尼龙在多个工业领域具有广泛应用。在电气领域中尼龙可作为连接器、引弧板的材料，但此时对于尼龙材料的阻燃性能、相对漏电起痕性能、力学强度有较高的要求。
2、对此尼龙材料多采用加入玻璃纤维和阻燃剂进行改性，其中玻璃纤维的加入可以提升尼龙材料的强度并且提升相对漏电起痕性能。由于玻璃纤维的烛芯效应——促进热的传导和导流作用，玻璃纤维不燃，但玻璃纤维向周围传导热量，促使尼龙材料熔融，而熔融的尼龙材料易沿玻璃纤维向温度较高一侧流动，最终使局部发生燃烧，阻燃剂的加入对齐进行弥补。
3、由此现有大多尼龙材料已通过改良调整，使阻燃性达到ul94 v-1且相对漏电起痕性能达到cti500，但对于电动汽车领域应用需求cti600，部分车载电器、家用电器要求的cti700、cti750无法很好的符合需求。对此有研究尝试增加玻璃纤维含量的方式继续提升cti，但随玻璃纤维用量提升接近尼龙材料的40wt％时，cti虽然接近650，当尼龙材料的力学强度以及阻燃性却表现出明显的下降，对此并非合适的改良方式。
4、故而本申请研究一种高cti的无卤阻燃尼龙，其在一方面可以满足高cti值的需求，另一方面还可以满足尼龙材料阻燃性能和力学强度的需要。
5、专利技术内
6、为使尼龙材料能够使用于高cti的电气领域应用，
7、本专利技术的上述第一个专利技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
8、一种高cti的无卤阻燃尼龙，包括以下质量份数的原料：
9、pa6 40～70份，
10、玻璃纤维12～23份
11、流动剂0.1～1份，
12、润滑剂0.1～1份，
13、抗氧剂0.2～0.8份，
14、无卤阻燃剂7～18份，
15、硅烷偶联剂0.4～1份，
16、抗漏电起痕剂7～10份；
17、抗漏电起痕剂为核壳结构，核为碳化钨，壳为非晶态二氧化硅。
18、通过采用上述技术方案，本申请中抗漏电起痕剂以碳化钨为核、二氧化硅为壳；
19、作为核的碳化钨硬度高、耐高温性能好，在漏电电流灼蚀尼龙材料时可有效阻挡电流进一步穿透，同时碳化钨的电阻率较尼龙低，相同间距下电流灼蚀碳化钨的概率更大，减少电流对有机相的灼蚀；
20、对于碳化钨与有机相的相容性较差，简单通过偶联剂改性表面相容性，只能使碳化钨在尼龙材料中分散更为均匀，当漏电电流灼时碳化钨表面改性较快的失效，并在高温软化下周围有机相与碳化钨的结合强度快速下降，漏电电流灼蚀的有机相分解气体扰动下碳化钨从漏电电流灼蚀处剥离，无法继续起到保护作用；
21、对此本申请在碳化钨外还包覆了非晶态二氧化硅的壳层，非晶态二氧化硅无固定熔点，在低于晶态二氧化硅熔点温度时便会软化或熔融，但非晶态二氧化硅熔融后其耐灼蚀性与晶态二氧化硅熔融时是相同的；漏电电流受碳化钨吸引灼蚀抗漏电起痕剂，壳层的非晶态二氧化硅在电流作用下微熔，抗漏电起痕剂受到有机相分解气体扰动时，通过壳层熔融的液态膜表面蠕动以及与周边材料的黏连，减少气体扰动对碳化钨的冲击，减少碳化钨的剥离可能。并且熔融的液态膜具有抵抗高速气流冲刷的能力，不易从碳化钨上剥离，待电流停止后又可快速冷却复原，碳化钨可长效持久的起到抗漏电起痕效果，其效果更是优于玻璃纤维。
22、由此抗漏电起痕剂核壳两者协同作用下避免了采用大量占比玻璃纤维添加带来的缺陷，并使尼龙材料具备兼具良好的阻燃性、抗漏电起痕性能以及力学强度。
23、可选的：所述抗漏电起痕剂的制备方法如下：
24、将碳化钨、硅酸钠、水按质量比3:8:18搅拌混合，保持搅拌加入ph调节剂调节至ph＝6.7～6.8，继续搅拌1h后过滤得到固体a；
25、将固体a在盐酸中浸洗1h后过滤得到固体b；
26、将固体b在60±2℃下干燥至恒重后，再在160±2℃干燥10min，得到固体c。
27、通过采用上述技术方案，该方法制备得到以碳化钨为核，非晶态二氧化硅为壳的抗漏电起痕剂，粒径通过搅拌速度可有效减少物料黏连团聚，粒径控制方便，少许粒径不合格的颗粒通过直接筛分即可去除，相比将碳化钨投入熔融的二氧化硅中冷却后破碎、筛分获得的方法而言，获取抗漏电起痕剂更为简单、方便、成本低且高效。
28、可选的：所述ph调节剂为乙酸溶液。
29、通过采用上述技术方案，乙酸为弱酸，ph调节过程时ph降低较为缓和，硅酸成型慢但更易以碳化钨为核而附着和沉积，非晶态二氧化硅壳层覆盖效果更好，故而使尼龙材料的抗漏电起痕性能、力学强度更优。
30、可选的：所述固体a浸洗的盐酸浓度为0.005±0.001mol/l。
31、通过采用上述技术方案，固体a表面有硅酸钠水解后附着的包覆层中还有部分硅酸钠残留其中，其会增大后续非晶态二氧化硅壳层熔融时的流动性，降低抵抗高速气流冲刷的能力，本申请中使用低盐酸浸泡使其转化；
32、盐酸浓度过低转化效率慢，影响抗漏电起痕剂作用效果发挥，而盐酸浓度过高，硅酸钠转化过快形成的水合硅酸封堵孔洞，阻碍氢离子继续渗透，故而相当部分未转化，亦会影响抗漏电起痕剂作用效果发挥；
33、浸洗的盐酸浓度为0.005±0.001mol/l时其效果较佳。
34、可选的：所述阻燃剂为dopo，且用量为7～10份。
35、通过采用上述技术方案，dopo作为阻燃剂时，阻燃剂用量少、阻燃效果好，相较无机阻燃剂而言不会因阻燃需要而降低cti值，可兼顾阻燃性和抗漏电起痕性。
36、可选的：所述抗漏电起痕剂表面通过偶联剂改性处理。
37、通过采用上述技术方案，抗漏电起痕剂的硅烷偶联剂处理，对抗漏电起痕剂自身提升尼龙抗漏电起痕过程影响不大，但抗漏电起痕剂的硅烷偶联剂处理却能够影响抗漏电起痕剂在尼龙中的分散均匀程度，以此影响抗漏电起痕剂提升尼龙抗漏电起痕性能的发挥效果，并对尼龙材料的力学强度具备有增强效果。
38、可选的：所述偶联剂为3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷。
39、通过采用上述技术方案，硅烷偶联剂中带有氨基，与尼龙相容性更好，故而分散更均匀，cti、拉伸强度、冲击强度更好。
40、本专利技术的上述第二个专利技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
41、无卤阻燃尼龙的制备方法，包括以下步骤：
42、先将pa6放入烘箱进行80℃温度烘烤4～6h后取出，将玻璃纤维、硅烷偶联剂、pa6高速搅拌30～60min；
43、再将无卤阻燃剂、流动剂、润滑剂、抗氧剂、抗漏电起痕剂倒入进行均匀搅拌，得到物料a；将物料a倒入挤出机中熔融挤出造粒本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高CTI的无卤阻燃尼龙，其特征在于，包括以下质量份数的原料：
2.根据权利要求1所述的一种高CTI的无卤阻燃尼龙，其特征在于，所述抗漏电起痕剂的制备方法如下：
3.根据权利要求2所述的一种高CTI的无卤阻燃尼龙，其特征在于，所述pH调节剂为乙酸溶液。
4.根据权利要求2所述的一种高CTI的无卤阻燃尼龙，其特征在于，所述固体A浸洗的盐酸浓度为0.005±0.001mol/L。
5.根据权利要求1所述的一种高CTI的无卤阻燃尼龙，其特征在于，所述阻燃剂为DOPO，且用量为7~10份。
6.根据权利要求1所述的一种高CTI的无卤阻燃尼龙，其特征在于，所述抗漏电起痕剂表面通过偶联剂改性处理。
7.根据权利要求3所述的一种高CTI的无卤阻燃尼龙，其特征在于，所述偶联剂为3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷。
8.权利要求1~7任一项所述的无卤阻燃尼龙的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种高cti的无卤阻燃尼龙，其特征在于，包括以下质量份数的原料：
2.根据权利要求1所述的一种高cti的无卤阻燃尼龙，其特征在于，所述抗漏电起痕剂的制备方法如下：
3.根据权利要求2所述的一种高cti的无卤阻燃尼龙，其特征在于，所述ph调节剂为乙酸溶液。
4.根据权利要求2所述的一种高cti的无卤阻燃尼龙，其特征在于，所述固体a浸洗的盐酸浓度为0.005±0.001mol/l。
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【专利技术属性】
技术研发人员：颜家文，李哲啸，杨宗均，季婉怡，颜家武，
申请(专利权)人：瑞安市君诚塑胶制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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