一种无卤阻燃聚酰胺6-聚苯乙烯合金材料及其制备方法
【专利说明】一种无南阻燃聚酰胺6-聚苯乙烯合金材料及其制备方法 【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种无卤阻燃聚酰胺6-聚苯乙烯合金材料及其制备方法，属于高分 子阻燃改性材料技术领域。 【【背景技术】】
[0002] -直以来，聚酰胺6树脂由于耐热性，机械性能、耐磨性、耐化学腐蚀性能等优异 而被广泛应用于汽车部件和连接器，插头、开关、断路器等电子电气部件。聚酰胺6树脂通 过与聚苯乙烯复合，并经玻纤增强，可在保留原有聚酰胺6树脂优异性能的前提下，改善其 成型加工性、尺寸稳定性和吸水性，同时降低材料使用成本，提高机械性能。因此，玻纤增强 聚酰胺6/聚苯乙烯合金产品可望部分代替聚酰胺6树脂应用于电子电气和汽车部件领域。
[0003] 通常，应用于连接器、断路器等电子电气产品的塑料制品要求具备一定的阻燃防 火和耐灼热丝性能，如欧洲IEC60695-2-13标准要求连接器部件的灼热丝起燃温度（GWIT) 在775°C以上，起燃后5秒内熄灭，有些用户更是进一步要求在灼热丝实验的整个过程中不 能起燃，不能产生明火。一般而言，通过添加卤素系阻燃剂可获得耐灼热丝的阻燃增强聚酰 胺6/聚苯乙烯合金，但是卤素系阻燃剂由于对环境的不利影响而存在被逐步限制使用的 趋势。目前，应用于聚苯乙烯类树脂和聚酰胺树脂的无卤阻燃剂一般为三聚氰胺的缩合产 物（如氰尿酸三聚氰胺）、或三聚氰胺缩合产物与磷酸的反应产物（如三聚氰胺多聚磷酸 盐）和磷酸酯类，红磷等，红磷由于颜色深、后腐蚀等问题也在一定程度上限制了其应用。 而在玻纤增强材料中，三聚氰胺盐类阻燃剂由于独特的"灯芯效应"而导致阻燃失效；而磷 酸酯类阻燃剂对灼热丝性能的提高效果并不明显，并且大量添加时还会由于磷酸酯固有的 增塑作用而使得玻纤增强材料的熔体黏度急剧变化，熔体强度下降，玻纤分散、分布的不均 而导致加工困难，性能劣化。
[0004] 目前，市场上关于连续玻纤增强无卤阻燃灼热丝不起燃的聚酰胺6/聚苯乙烯合 金产品比较少，因此开发该类产品，有较好的成本优势和市场应用前景。 【
【发明内容】
】
[0005] 本发明目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种力学性能好，流动性好，阻燃效 果好且成本低的无卤阻燃聚酰胺6-聚苯乙烯合金材料。
[0006] 本发明的另一目的是提供一种上述合金材料的制备方法。
[0007] 本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
[0008] -种无卤阻燃聚酰胺6-聚苯乙烯合金材料，其特征在于由以下质量百分比组分 组成：
[0009]
[0010]
[0011] 本发明中的相容剂为偏苯三酸酐酰氯改性的聚苯醚，磺化聚苯醚，巯基羧酸改性 的聚苯醚，富马酸酐化学接枝聚苯醚中的一种，优选富马酸酐化学接枝聚苯醚。
[0012] 本发明中的低聚芳基磷酸酯为浙江万盛股份有限公司生产的商品号为 WSFR-PX220 的产品。
[0013] 本发明中的灼热丝改进剂为氰尿酸三聚氰胺（MCA)，聚磷酸铵（APP)，三聚氰胺多 聚磷酸盐（MP0P)中的一种或几种。MCA的白度彡97,粒径彡25微米；APP选用水不溶性长 链状结晶相II型，聚合度大于1000 ;MP0P的分解温度彡300°C。
[0014] 本发明中的熔体增强剂为分子量200万~600万的改性聚四氟乙烯和有机蒙脱土 中的一种或两种。
[0015] 本发明中的无碱连续玻璃纤维的直径为12~17ym。
[0016] 本发明中的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂（如1010)与亚磷酸酯抗氧剂（如168)的 复合体系。
[0017] 本发明中的硅烷偶联剂为KH-550、KH-560、KH-792中的一种或两种。
[0018] 本发明采用灼热丝改进剂（三聚氰胺盐或聚磷酸盐）与低聚芳基磷酸酯配合使 用，达到了玻纤增强聚酰胺6/聚苯乙烯合金无卤阻燃（UL-94)和灼热丝不起燃的效果。[0019] 为了防止无碱连续玻璃纤维的加入而引起材料的灼热丝性能下降，本发明采用高 氧指数的改性聚苯醚作为相容剂，在达到增容的同时，还具有催化成炭，改进灼热丝性能的 作用。
[0020] 为克服低聚芳基磷酸酯阻燃剂的增塑作用，本发明采用从侧喂料加入低聚芳基磷 酸酯的方式，使无碱连续玻璃纤维能经过双螺杆很好的剪切和分散，避免低聚芳基磷酸酯 过早加入引起增塑作用而导致无碱连续玻璃纤维的剪切、分散的不均，从而引起性能劣化。
[0021] 为改善玻纤增强体系由于添加磷酸酯增塑较多而引起的熔体强度下降的问题，本 发明还添加了具有一定阻燃协效作用的熔体增强剂，显著提高了熔体强度和阻燃性能。
[0022] -种上述无卤阻燃聚酰胺6-聚苯乙烯合金材料的制备方法，其特征在于包括以 下步骤：
[0023]a、将聚苯乙稀，聚酰胺6,相容剂，灼热丝改进剂，熔体增强剂，抗氧剂、硬脂酸钙加 入高混机，低速搅拌的同时加入硅烷偶联剂，混合2~4分钟；
[0024]b、将步骤a得到的混合物由双螺杆挤出机第一段筒体加料段加入双螺杆机，无碱 连续玻璃纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入，低聚芳基磷酸酯通过第七段筒体侧喂料口 加入双螺杆机，在200~245°C下挤出造粒即可。
[0025] 本发明中高混机以20~100r/min的转速低速搅拌使各组分混合均勾。
[0026] 本发明中的双螺杆机的长径比为32~56,转速为180~500转/分，双螺杆机内 保持真空度-〇? 07~-0? 05MPa。
[0027] 本发明与现有技术比较，有以下优点：
[0028] 本发明制备出的无卤阻燃聚酰胺6-聚苯乙烯合金材料具有灼热丝（2mm)起燃温 度（GWIT)高，并且在灼热丝实验的整个过程中不起燃，不产生明火，无卤阻燃UL94 (1.6mm) 可达到Fv-1级，同时，制备的产品力学性能高，流动性好，成本低。
[0029] 本发明协同配伍，大大提高了聚酰胺6-聚苯乙烯合金材料的阻燃性，达到灼热丝 不起燃标准，同时具有优良力学性能和熔体强度的。 【【具体实施方式】】
[0030] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说，以下百分比均为质量百分比：
[0031] 实施例1:
[0032] -种无卤阻燃聚酰胺6-聚苯乙烯合金材料，其组分组成如下：
[0033]
[0034]
【主权项】
1. 一种无卤阻燃聚酰胺6-聚苯乙烯合金材料，其特征在于由以下质量百分比组分组 成： 聚苯乙烯 15~25% 聚酰胺6 15-25% 相容剂 6~13% 低聚芳基磷酸酯 13~15% 灼热丝改进剂 10~20% 熔体增强剂 1~5% 无碱连续玻璃纤维 10~20% 抗氧剂 0.3~0.5% 硬脂酸钙 0.3~0.6% 硅烷偶联剂 0.3~0.6% 。
2. 根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚酰胺6-聚苯乙烯合金材料，其特征在于所述 的相容剂为偏苯三酸酐酰氯改性的聚苯醚，磺化聚苯醚，巯基羧酸改性的聚苯醚和富马酸 酐化学接枝聚苯醚中的一种。
3. 根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚酰胺6-聚苯乙烯合金材料，其特征在于所述 的灼热丝改进剂为氰尿酸三聚氰胺，聚磷酸铵，三聚氰胺多聚磷酸盐中的一种或几种。
4. 根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚酰胺6-聚苯乙烯合金材料，其特征在于所述 的熔体增强剂为分子量200万~600万的改性聚四氟乙烯和有机蒙脱土中的一种或两种。
5. 根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚酰胺6-聚苯乙烯合金材料，其特征在于所述 的无碱连续玻璃纤维的直径为12~17 μ m。
6. 根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚酰胺6-聚苯乙烯合金材料，其特征在于所述 的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯抗氧剂复合体系。
7. -种权利要求1-6中任一项所述无卤阻燃聚酰胺6-聚苯乙烯合金材料的制备方法， 其特征在于包括以下步骤： a、 将聚苯乙稀，聚酰胺6,相容剂，灼热丝改进剂，熔体增强剂，抗氧剂、硬脂酸钙加入高 混机，低速搅拌的同时加入硅烷偶联剂，混合2~4分钟； b、 将步骤a得到的混合物由双螺杆挤出机第一段筒体加料段加入双螺杆机，无碱连续 玻璃纤维由双螺杆挤出机第四段筒体加入，低聚芳基磷酸酯通过第七段筒体侧喂料口加入 双螺杆机，在200~245°C下挤出造粒即可。
8. 根据权利要求7所述的一种无卤阻燃聚酰胺6-聚苯乙烯合金材料的制备方法，其特 征在于所述双螺杆机的长径比为32~56,转速为180~500转/分，双螺杆机内保持真空 度-〇· 07 ~-〇· 05MPa。
【专利摘要】本发明公开了一种无卤阻燃聚酰胺6-聚苯乙烯合金材料及其制备方法，该材料由聚苯乙烯，聚酰胺6，低聚芳基磷酸酯，灼热丝改进剂，熔体增强剂，无碱连续玻璃纤维，抗氧剂，硬脂酸钙和硅烷偶联剂复配制成。本发明制备出的无卤阻燃聚酰胺6-聚苯乙烯合金材料具有灼热丝(2mm)起燃温度(GWIT)高，并且在灼热丝实验的整个过程中不起燃，不产生明火，无卤阻燃UL94(1.6mm)可达到Fv-1级，同时，制备的产品力学性能高，流动性好，成本低。本发明协同配伍，大大提高了聚酰胺6-聚苯乙烯合金材料的阻燃性，达到灼热丝不起燃标准，同时具有优良力学性能和熔体强度的。
【IPC分类】C08K7-14, C08K3-34, C08L71-12, C08L25-06, C08K13-06, C08K5-098, C08L77-02, C08K5-54, C08L27-22
【公开号】CN104829957
【申请号】CN201510201440
【发明人】胡世军, 胡天赐
【申请人】广东顺威赛特工程塑料开发有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月23日