高性能、绿色环保阻燃增强pa66复合材料制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公布了高性能、绿色环保阻燃增强PA66复合材料制备工艺。复合材料是以PA6、PA66、GF及新型卤-磷复配阻燃剂为主要原料，添加适量的相容剂、增韧剂、分散剂、润滑剂、热稳定剂及偶联剂制备而得，其中PA6，5-20份；PA66，20-50份；GF，15-30份；新型卤-磷复配阻燃剂，15-30份；增容剂，0-15份。按上述比例称取原料，在双螺杆挤出机上共混挤出。本发明复合材料引入新型卤-磷复配阻燃剂，两者协同使用，形成完美的气-固相阻燃体系，该复配体系无毒、抗迁移、阻燃效果好。本发明复合材料具有较好的表面质量，优良的力学性能、电绝缘性能及阻燃性能，广泛用于汽车、电子电气、机械、航空等领域。另外，本发明制备工艺控制严格、生产效率高、质量稳定。
【专利说明】高性能、绿色环保阻燃增强PA66复合材料制备工艺
【技术领域】
[0001]本发明公开了高性能、绿色环保阻燃增强PA66复合材料制备工艺。具体涉及一种具有较好的表面质量，优良的力学性能、电绝缘性能及阻燃性能，广泛应用于汽车、电子电气、机械、航空等领域的复合材料。
【背景技术】
[0002]玻纤增强PA66虽然具有优异的强度，但其阻燃性能不能满足家电行业的要求，这是因为PA66属于易燃材料，它的氧指数为24.3，而且由于玻纤的“灯芯”效应更易燃烧，不能达到阻燃要求。随着消费型电子产品的发展，整个阻燃工程塑料工业也得到快速发展，对阻燃增强PA66复合材料的环保要求、力学性能要求、阻燃性能要求和电绝缘性能要求也越来越高。
[0003]目前工业上使用的阻燃玻纤增强PA66主要是有机溴系阻燃剂(十溴二苯醚、十溴联苯醚等)、有机磷系阻燃剂、氮系阻燃剂及无机类阻燃剂(氢氧化镁、氢氧化铝等)。其中，有机溴系阻燃剂的阻燃效果最佳，但有一定的析出现象，燃烧时会放出有害气体，腐蚀设备，危害环境；红磷是PA的有效阻燃剂，添加量最小，特别适合于漏电起痕指数要求高的制品，但它易发生自燃现象，且只能制造深色制品；氮系阻燃剂阻燃效果一般，燃烧时不会产生有害物质，并有较好的润滑性，但它不能单独用于玻璃纤维增强阻燃体系；氢氧化镁添加量大，对加工性能和力学性能有较大的影响。因此开发一个合适的阻燃增强体系，获得具有优良力学性能、电绝缘性能及阻燃性能的绿色环保阻燃增强PA66复合材料是目前PA66改性领域的一个新热点。
【发明内容】
[0004]本发明是为了解决目前传统的阻燃增强PA66产品中存在的力学性能不高，耐漏电起痕指数较低及环保性差等问题，提出了高性能、绿色环保阻燃增强PA66复合材料制备工艺。本发明的技术方案是PA6，5-20份；PA66，20-50份；GF，15-30份；新型卤-磷复配阻燃剂，15-30份；增容剂，0-15份；分散剂，0-0.5份；润滑剂，0_1份；热稳定剂，0-0.5份；偶联剂，0-0.5份。
[0005]所述的GF为无碱无捻粗纱，强度为2 X 103-6 X IO3MPa,并经偶联剂特殊处理。所述的阻燃剂为新型卤-磷复配阻燃剂，主阻燃剂为溴化聚苯乙烯(BPS)与新型含磷阻燃剂DOPO(氧、磷杂菲氧化物)配合使用，辅阻燃剂为Sb2O3和硼酸锌配合使用。所述的增容剂为SWR-3B (马来酸酐接枝乙烯类橡胶共混物)、P0E-g-MAH (马来酸酐接枝Ρ0Ε)或EPDM-g-MAH(马来酸酐接枝EPDM)。所述的分散剂为PETS (季戊四醇硬脂酸酯)、RH-313 (聚氨酯滑爽剂)或硅油。所述的润滑剂为硬脂酸盐、硅酮、TAF (乙撑双脂肪酸酰胺)或CaO。所述的热稳定剂为H161 (空间受阻酚抗氧剂和膦酸盐的增效混合物)或H320/H321 (卤化亚铜和卤化钾的优化混合物)。所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH-560或螯合型钛酸酯偶联剂KR-212。
[0006]本发明所述的高性能、绿色环保阻燃增强PA66复合材料制备工艺如下:(I)选择增强分散型螺杆组合，剪切不要太集中，应分散些，使GF和阻燃剂均达到最佳分散效果，并采用适度低温共混挤出工艺，料筒温度为:后段260~270°C，中段250~260°C，前段240~250°C，螺杆长径比30~40，螺杆转速350~500r/min。(2)首先将PA6、PA66、阻燃剂、增容剂和加工助剂经高速混合机混合均匀后加入到双螺杆挤出机中，然后将经特殊处理后的GF从专用加入口加入，进行混炼、挤出、冷却、切粒，得圆柱状颗粒产品。
[0007]本发明复合材料是同时采用玻纤和新型卤-磷复配阻燃剂改性PA66。新型卤-磷复配阻燃剂是由卤系阻燃剂和磷系阻燃剂配合使用，卤系产生气相阻燃作用，磷系产生固相阻燃作用，两者协同使用，形成完美的气-固相阻燃体系，其中卤系选用公认的、且符合ROHS标准的环保阻燃剂溴化聚苯乙烯(BPS)，磷系选用新型含磷阻燃剂DOPO (氧、磷杂菲氧化物)，辅阻燃剂选用Sb2O3和硼酸锌配合使用，两者产生协同作用，硼酸锌起防滴落作用，硼酸锌的加入可以减少Sb2O3的用量。同时引用马来酸酐接枝的乙烯类橡胶共混物作增容剂，它能提高尼龙增强阻燃体系的抗冲击性，耐寒性，成型加工性，降低吸水率，并可免去尼龙制品通常需水煮的麻烦。所以，本发明制备的复合材料绿色环保，并具有优良的力学性能、电绝缘性能及阻燃性能，市场前景良好。
【具体实施方式】
[0008]下面结合具体实施例对本发明进一步详细说明，但本发明并不局限于以下实施各例:
本实施方式均使用同向双螺杆挤出机和常规注塑机；PA6产于河北石家庄庄缘，PA66产于河北平顶山神马集 团，GF产于浙江巨石集团，BPS产于美国大湖化工，新型含磷阻燃剂DOPO (氧、磷杂菲氧化物)产于日本三光公司，其他加工助剂均为国产。
[0009]本发明所述的高性能、绿色环保阻燃增强PA66复合材料制备工艺如下:(I)选择增强分散型螺杆组合，剪切不要太集中，应分散些，使GF和阻燃剂均达到最佳分散效果，并采用适度低温共混挤出工艺，料筒温度为:后段260~270°C，中段250~260°C，前段240~250°C，螺杆长径比30~40，螺杆转速350~500r/min。(2)首先将PA6、PA66、阻燃剂、增容剂和加工助剂经高速混合机混合均匀后加入到双螺杆挤出机中，然后将经特殊处理后的GF从专用加入口加入，进行混炼、挤出、冷却、切粒，得圆柱状颗粒产品。
[0010]本发明各实施例中所得的PA66复合材料，按以下注塑条件注塑成测试样条，注塑条件:注塑温度250-280°C，注塑压力60-100MPa，注射速度:50-80mm/s。各实施例物理性能均按以下标准进行测试，具体检测标准如下:
简支梁冲击强度ISO 179标准
拉伸强度ISO 527标准
弯曲强度ISO 178标准
水平垂直燃烧仪ANSI/UL 94-1996标准
耐漏电起痕指数IEC 112-1979标准
表1各实施例对应的配方
【权利要求】
1.根据权利要求1所述的高性能、绿色环保阻燃增强PA66复合材料制备工艺，其特征在于高耐热、高强度、高阻燃及高绝缘性，其组分及含量如下:PA6，5-20份；PA66，20-50份；GF, 15-30份；新型卤-磷复配阻燃剂，15-30份；增容剂，0_15份；分散剂，0-0.5份；润滑剂，0-1份；热稳定剂，0-0.5份，偶联剂，0-0.5份。
2.根据权利要求1所述的高性能、绿色环保阻燃增强PA66复合材料制备工艺，其特征在于所述的GF为无碱无捻粗纱，强度为2X IO3~6X IO3MPa,并经偶联剂特殊处理。
3.根据权利要求1所述的高性能、绿色环保阻燃增强PA66复合材料制备工艺，其特征在于所述的阻燃剂为新型卤-磷复配阻燃剂，主阻燃剂为溴化聚苯乙烯(BPS)与新型含磷阻燃剂DOPO (氧、磷杂菲氧化物)配合使用，辅阻燃剂为Sb2O3和硼酸锌配合使用。
4.根据权利要求1所述的高性能、绿色环保阻燃增强PA66复合材料制备工艺，其特征在于所述的增容剂为SWR-3B (马来酸酐接枝乙烯类橡胶共混物)、P0E-g-MAH (马来酸酐接枝Ρ0Ε)或EPDM-g-MAH (马来酸酐接枝EPDM)。
5.根据权利要求1所述的高性能、绿色环保阻燃增强PA66复合材料制备工艺，其特征在于所述的分散剂为PETS(季戊四醇硬脂酸酯)、RH-313 (聚氨酯滑爽剂)或硅油。
6.根据权利要求1所述的高性能、绿色环保阻燃增强PA66复合材料制备工艺，其特征在于所述的润滑剂为硬脂酸盐、硅酮、TAF (乙撑双脂肪酸酰胺)或CaO。
7.根据权利要求1所述的高性能、绿色环保阻燃增强PA66复合材料制备工艺，其特征在于所述的热稳定剂为H161 (空间受阻酚抗氧剂和膦酸盐的增效混合物)或H320/H321 (卤化亚铜和卤化钾的优化混合物)。
8.根据权利要求1所述的高性能、绿色环保阻燃增强PA66复合材料制备工艺，其特征在于所述的偶联剂为硅烷偶联剂·KH-560或螯合型钛酸酯偶联剂KR-212。
9.根据权利要求1所述的高性能、绿色环保阻燃增强PA66复合材料制备工艺，其特征在于:(I)选择增强分散型螺杆组合，剪切不要太集中，应分散些，使GF和阻燃剂均达到最佳分散效果，并采用适度低温共混挤出工艺，料筒温度为:后段260~270°C，中段250~2600C，前段240~250°C，螺杆长径比35~40，螺杆转速350~500r/min ; (2)首先将PA6、PA66、阻燃剂、增容剂和加工助剂经高速混合机混合均匀后加入到双螺杆挤出机中，然后将经特殊处理后的GF从专用加入口加入，进行混炼、挤出、冷却、切粒，得圆柱状颗粒产品。
【文档编号】C08K9/00GK103571187SQ201210260160
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年7月26日 优先权日:2012年7月26日
【发明者】刘士涛, 黄水萍, 王腾 申请人:黑龙江鑫达企业集团有限公司