无卤阻燃聚酰胺材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种无卤阻燃聚酰胺材料，其主要成分按重量份计包括：聚酰胺40～72份，无卤阻燃剂8～15份，阻燃协效剂3～9份，加工助剂0.5～2份，增强改性剂0～40份；其中，所述无卤阻燃剂为次磷酸盐；所述阻燃协效剂为硅含量为30%-60%的锡酸硅。本发明通过添加阻燃协效剂锡酸硅来降低无卤阻燃剂次磷酸盐的使用量，阻燃性能和力学性能比未添加锡酸硅的阻燃材料更优异，成本得到降低；未添加锡酸硅的阻燃材料，尽管阻燃剂次磷酸盐含量很高，但GWIT仍然做不到960℃，而本发明通过添加锡酸硅，使材料的GWIT得到大幅提升，基本都可以达到960℃。
【专利说明】无卤阻燃聚酰胺材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无卤阻燃聚酰胺材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]聚酰胺树脂具有耐磨、耐油、耐冲击、耐疲劳、耐腐蚀、自润滑性能优良、摩擦系数小等优异的特性，应用十分广泛。阻燃改性聚酰胺因其力学性能突出，阻燃性能优异，广泛应用于电子、电气、交通运输、电动工具及机械零部件等领域。溴-锑阻燃改性技术因阻燃剂添加量少，阻燃效率高一直以来为阻燃改性聚酰胺的常用技术，但溴-锑型阻燃剂存在毒性大的缺点。近年来随着人们对环保要求的日益提高，市场对阻燃材料无卤化的需求愈来愈大，在可预见的将来，无卤阻燃改性聚酰胺将成为阻燃改性聚酰胺的主流技术。虽然无卤阻燃改性聚酰胺相较于溴-锑阻燃体系其毒性小，环境友好，但其缺点非常明显，如无卤阻燃剂添加量大，使得力学性能降低明显，同时使得成本高居不下，还存在灼热丝点燃温度(GffIT)低的缺点，限制了其在低压电气等对GWIT要求高的领域的应用。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种无卤阻燃聚酰胺材料及其制备方法，该无卤阻燃聚酰胺材料降低了无卤阻燃剂的使用量，保持了材料机械性能，降低了材料成本，且提高了灼热丝点燃温度。
[0004]为实现上述目的，本发明提供一种无卤阻燃聚酰胺材料，其主要成分按重量份计包括:
聚酰胺40~72份，
无卤阻燃剂8~15份，
阻燃协效剂3~9份，
加工助剂 0.5~2份，
增强改性剂O~40份；
其中，
所述无齒阻燃剂为次磷酸盐；
所述阻燃协效剂为娃含量为30%-60%的锡酸娃。
[0005]优选的，所述聚酰胺为以下聚酰胺中的一种或其中任意几种的混合物:聚己内酰胺(尼龙6)、聚己二酰亚丁二胺(尼龙46)、聚己二酰己二胺(尼龙66)、聚癸二酰己二胺(尼龙610)、聚十二烷二酰六亚甲基胺(尼龙612)、聚己二酰十一亚甲基二胺(尼龙116)、聚十一内酰胺(尼龙11)、聚十二内酰胺(尼龙12)、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚间苯二甲酰间苯二胺、聚对苯二甲酰三甲基六亚甲基二胺、聚间苯二甲酰六亚甲基二胺(尼龙61)、聚对苯二甲酰九亚甲基二胺(尼龙9T)、聚对苯二甲酰亚己基二胺(尼龙6T)、尼龙10T、尼龙12T、尼龙10T/1012、尼龙6/6T、尼龙46/10T、聚十二烷二酰双(4-氨基环己基)甲烷(尼龙PACM12)。
[0006]优选的，所述的加工助剂为润滑剂和抗氧剂。
[0007]优选的，所述增强改性剂为无碱玻璃纤维。
[0008]优选的，所述聚酰胺为聚己内酰胺(尼龙6)和/或聚己二酰己二胺(尼龙66)。
[0009]本发明还提供上述无卤阻燃聚酰胺材料的制备方法，包括如下步骤:
1)按照重量份备料；
2)先将聚酰胺、加工助剂混合，再加入无卤阻燃剂、阻燃协效剂混合，得混合物料；
3)将混合物料从双螺杆挤出机的主喂料口加入，再将增强改性剂从挤出机的侧喂料口中加入，经熔融挤出、冷却、切粒即可得无卤阻燃聚酰胺材料；其中双螺杆挤出机从进料段到机头的温度分别为:210-240 0C >230-275 °C >245-280 °C >245-275 °C >240-270 V、235-2650C>230-2650C 和 230_260°C，模头温度 235-270°C。
[0010]本发明的优点和有益效果在于:提供一种无卤阻燃聚酰胺材料及其制备方法，通过添加阻燃协效剂锡酸硅来降低无卤阻燃剂次磷酸盐的使用量，阻燃性能和力学性能比未添加锡酸硅的阻燃材料更优异，成本得到降低；未添加锡酸硅的阻燃材料，尽管阻燃剂次磷酸盐含量很高，但GWIT仍然做不到960°C，而本发明通过添加锡酸硅，使材料的GWIT (灼热丝点燃温度)得到大幅提升，基本都可以达到960°C。
【具体实施方式】
[0011]下面结合实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0012] 本发明各实施例中所使用的原料为:
PA66购于平顶山神马股份有限公司，型号为EPR24，相对粘度为2.45±0.03。
[0013]PA6购于江苏瑞美福实业有限公司，型号为M1013B，相对粘度为2.43±0.03。
[0014]次磷酸盐购于克莱恩公司，型号为0P1312 (硅含量为30%_60%)。
[0015]无碱玻璃纤维为上海朗裕实业有限公司的ECS301HP。
[0016]实施例1
O先将40份聚酰胺EPR24、1份润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺EBS(P_130)、0.5份抗氧化剂1098、0.5份抗氧化剂168混合，再加入15份次磷酸盐0P1312、3份锡酸硅混合，得混合物料；
2)将混合物料从双螺杆挤出机的主喂料口加入，再将40份增强改性剂无碱玻璃纤维ECS301HP从挤出机的侧喂料口中加入，经熔融挤出、冷却、切粒即可得阻燃聚酰胺材料；其中双螺杆挤出机从进料段到机头的温度分别为240 V、275 V、280 V、275 V、270 V、265 V、265°C和 260°C，模头温度 270°C。
[0017]实施例2
1)先将58份聚酰胺M1013B、0.2份润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺EBS(P_130)、0.1份抗氧化剂1098、0.2份抗氧化剂168混合，再加入10份无卤阻燃剂次磷酸盐0P1312、6.5份锡酸硅混合，混合物料；
2)将混合物料从双螺杆挤出机的主喂料加入，再将25份增强改性剂无碱玻璃纤维ECS301HP从挤出机的测喂料口加入，经熔融挤出、冷却、切粒即可得到阻燃聚酰胺材料；其中双螺杆挤出机的温度由进料段到机头分别为:210°C、230°C、245°C、245°C、240°C、235°C、230°C和 230°C，模头温度 235°C。
[0018]实施例3
1)先将40份聚酰胺EPR24和32份M1013B、0.4份润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺EBS(P-130)、0.3份抗氧化剂1098、0.3份抗氧化剂168混合，再加入15份无卤阻燃剂次磷酸盐0P1312、9份锡酸硅混合，得混合物料；
2)将混合物料从双螺杆挤出机的主喂料加入，经熔融挤出、冷却、切利即可得到阻燃聚酰胺材料；其中双螺杆挤出机的温度由进料段到机头分别为:220°C、260°C、265°C、265°C、260°C、255°C、260°C和 260°C，模头温度 260°C。
[0019]实施例4
1)先将10份聚酰胺EPR24和44份M1013B、0.5份润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺EBS (P-130)、0.2份抗氧化剂1098、0.3份抗氧化剂168混合，再加入8份无卤阻燃剂次磷酸盐0P1312、7份锡酸硅混合，得混合物料；
2)将混合物料从双螺杆挤出机的主喂料加入，再将30份增强改性剂无碱玻璃纤维ECS301HP从挤出机的测喂料口加入，经熔融挤出、冷却、切利即可得到阻燃聚酰胺材料；其中双螺杆挤出机的温度由进料段到机头分别为:220°C、260°C、260°C、255°C、255°C、255°C、250°C和 250°C，模头温度 250°C。
[0020]实施例5
1)先将60.5份聚酰胺EPR24、0.7份润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺EBS (P-130)、0.4份抗氧化剂1098、0.4份抗氧化剂168混合，再加入13份无卤阻燃剂次磷酸盐0P1312、5份锡酸硅混合，得混合物料；
2)将混合物料从双螺杆挤出机的主喂料加入，再将20份增强改性剂无碱玻璃纤维ECS301HP从挤出机的测喂料口加入，经熔融挤出、冷却、切利即可得到阻燃聚酰胺材料；其中双螺杆挤出机的温度由进料段到机头分别为:240°C、275°C、280°C、275°C、270°C、265°C、265°C和 260°C，模头温度 270°C。
[0021]另外，根据现有技术无卤阻燃聚酰胺材料是用无卤阻燃剂来达到改性聚酰胺的阻燃性能，制备了如下对比例:
对比例I
1)先将10份聚酰胺EPR24和44份M1013B、0.5份润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺EBS(P-130)、0.2份抗氧化剂1098、0.3份抗氧化剂168混合，再加入15份无卤阻燃剂次磷酸盐0P1312混合，得混合物料；
2)将混合物料从双螺杆挤出机的主喂料加入，再将30份增强改性剂无碱玻璃纤维ECS301HP从挤出机的测喂料口加入，经熔融挤出、冷却、切利即可得到阻燃聚酰胺材料；其中双螺杆挤出机的温度由进料段到机头分别为:220°C、260°C、260°C、255°C、255°C、255°C、250°C和 250°C，模头温度 250°C。
[0022]对比例2
1)先将60.5份聚酰胺EPR24、0.7份润滑剂乙撑双硬脂酸酰胺EBS (P-130)、0.4份抗氧化剂1098、0.4份抗氧化剂168混合，再加入18份无卤阻燃剂次磷酸盐0P1312混合，得混合物料；
2)将混合物料从双螺杆挤出机的主喂料加入，再将20份增强改性剂无碱玻璃纤维ECS301HP从挤出机的测喂料口加入，经熔融挤出、冷却、切利即可得到阻燃聚酰胺材料；其中双螺杆挤出机的温度由进料段到机头分别为:240°C、275°C、280°C、275°C、270°C、265°C、265°C和 260°C，模头温度 270°C。
[0023]上述实施例1-5与对比例1-2的具体原料配比见表1所示:
表1原料配比表(重量份)
【权利要求】
1.无卤阻燃聚酰胺材料，其特征在于，其主要成分按重量份计包括: 聚酰胺40~72份， 无卤阻燃剂8~15份， 阻燃协效剂3~9份， 加工助剂 0.5~2份， 增强改性剂O~40份； 其中， 所述无齒阻燃剂为次磷酸盐； 所述阻燃协效剂为娃含量为30%-60%的锡酸娃。
2.根据权利要求1所述的无卤阻燃聚酰胺材料，其特征在于，所述聚酰胺为以下聚酰胺中的一种或其中任意几种的混合物:尼龙6、聚己二酰亚丁二胺、尼龙66、聚癸二酰己二胺、聚十二烷二酰六亚甲基胺、聚己二酰十一亚甲基二胺、聚十一内酰胺、聚十二内酰胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚间苯二甲酰间苯二胺、聚对苯二甲酰三甲基六亚甲基二胺、聚间苯二甲酰六亚甲基二胺、聚对苯二甲酰九亚甲基二胺、聚对苯二甲酰亚己基二胺、尼龙10T、尼龙12T、尼龙10T/1012、尼龙6/6T、尼龙46/10T、聚十二烷二酰双(4-氨基环己基)甲烷。
3.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃聚酰胺材料，其特征在于，所述的加工助剂为润滑剂和抗氧剂。
4.根据权利要求3所述的无卤阻燃聚酰胺材料，其特征在于，所述增强改性剂为无碱玻璃纤维。
5.根据权利要求4所述的无卤阻燃聚酰胺材料，其特征在于，所述聚酰胺为尼龙6和/或尼龙66。
6.权利要求1-5中任一项所述无卤阻燃聚酰胺材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)按照重量份备料； 2)先将聚酰胺、加工助剂混合，再加入无卤阻燃剂、阻燃协效剂混合，得混合物料； 3)将混合物料从双螺杆挤出机的主喂料口加入，再将增强改性剂从挤出机的侧喂料口中加入，经熔融挤出、冷却、切粒即可得无卤阻燃聚酰胺材料；其中双螺杆挤出机从进料段到机头的温度分别为:210-240 0C >230-275 °C >245-280 °C >245-275 °C >240-270 V、235-2650C>230-2650C 和 230_260°C，模头温度 235-270°C。
【文档编号】C08K3/32GK104072981SQ201410331829
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】储卫国 申请人:苏州创佳塑胶有限公司