本发明涉及阻燃尼龙材料，具体涉及一种阻燃玻纤增强阻燃尼龙及其制备方法和应用。
背景技术：
1、玻璃纤维(gf)是一种无机非金属材料，具有机械强度高、耐热性强、耐化学性佳、绝缘性能好等优点，常被用作聚合物增强材料，可以显著提高聚合物复合材料的力学性能，在建筑、电子电器、交通运输、航空航天和国防等领域应用广泛。
2、聚合物材料含有大量碳氢元素，具有易燃的特性，而添加了玻璃纤维的聚合物复合材料(聚合物/gf复合材料)，在高温下聚合物熔体会浸润至玻璃纤维表面并产生界面张力，产生“烛芯效应”，即聚合物熔体会通过玻璃纤维表面迅速浸润、铺展并流动至燃烧区域，进一步增加了聚合物复合材料的火灾危险性，使得添加玻璃纤维的聚合物复合材料的阻燃改性难度大大增加，开发和应用都受到限制。为了降低玻璃纤维增强聚合物材料的可燃性，目前较为普遍的解决办法是通过在聚合物/玻璃纤维复合材料中复配或大量添加阻燃剂来抑制“烛芯效应”，但大量阻燃剂的添加往往会导致玻璃纤维增强聚合物材料力学性能的严重下降，使玻璃纤维带来的增益效果受到抑制。
技术实现思路
1、本发明意在提供一种阻燃玻纤增强阻燃尼龙，以解决现有技术中的玻璃纤维增强尼龙复合材料的阻燃性能不理想的技术问题。
2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种阻燃玻纤增强阻燃尼龙，以重量份计，包括如下原料：尼龙45-65份、阻燃改性玻璃纤维20-30份、阻燃剂12-22份、pe蜡0.1-2份、抗氧剂0.1-1份、成核剂0.1-1份；
4、其中，所述阻燃改性玻璃纤维由如下方法制备：将氨基化改性玻纤分散于溶剂中，并加入第一单体，获得纤维分散液；将第二单体分散于溶剂中，获得第二单体溶液；将二单体溶液滴加入纤维分散液中，再经反应后获得阻燃改性玻璃纤维；所述第一单体为醛类物质，所述第二单体为二胺类物质。
5、进一步，所述阻燃剂为无机次磷酸铝、二乙基次膦酸铝、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐和聚磷酸铵中的至少一种；优选地，所述阻燃剂为二乙基次膦酸铝和三聚氰胺聚磷酸盐的组合。
6、进一步，所述醛类物质为水杨醛或2,4二羟基苯甲醛。
7、进一步，所述二胺类物质为乙二胺、邻苯二胺或间苯二胺。
8、进一步，所述第一单体和第二单体的摩尔比为1.5-3：1。
9、进一步，所述溶剂为乙醇、水、dmf、dmso和乙腈中的任意一种。
10、进一步，所述氨基化改性玻纤和溶剂的用量比为50-500g：200-5000ml。
11、进一步，第二单体溶液的滴加滴加速度为0.5-5滴/秒；滴加完毕后的反应时间为2-12h。
12、进一步，所述氨基化改性玻纤由如下方法制备：所述氨基化改性玻纤由如下方法制备：将50-500g玻璃纤维分散于200-2000ml体积百分数为50-99％的乙醇的水溶液中，在500-1500rpm转速的搅拌下，加入质量为玻璃纤维的质量的0.1-10％的氨基类偶联剂，然后60-100℃反应4-8h；反应完成后，经洗涤和干燥得到氨基化改性玻纤。
13、本技术方案还提供了一种阻燃玻纤增强阻燃尼龙的制备方法，其特征在于：将原料烘干后混合均匀，采用螺杆挤出机熔融挤出造粒，得到料粒；所得粒料烘干后通过注塑机注塑成型；螺杆挤出机的各段温度分别为230±10℃、240±10℃、255±10℃、250±10℃、245±10℃、245±10℃，主螺杆转速为25±1hz；注塑机各段温度均为250±10℃。
14、综上所述，本技术方案通过在玻璃纤维表面进行阻燃改性的方法，将成炭效果优异的膨胀型阻燃剂接枝于玻璃纤维表面，使得尼龙和玻璃纤维的复合材料在高温下迅速在玻璃纤维的表面形成膨胀致密且坚硬的炭层，从而大大抑制“烛芯效应”。本方案优先选用2,4二羟基苯甲醛或2,5二羟基苯甲醛，以及二胺类物质在玻璃纤维表面形成表面修饰，可以进一步提升尼龙复合材料的阻燃性能和力学性能。
技术特征：1.一种阻燃玻纤增强阻燃尼龙，其特征在于，以重量份计，包括如下原料：尼龙45-65份、阻燃改性玻璃纤维20-30份、阻燃剂12-22份、pe蜡0.1-2份、抗氧剂0.1-1份、成核剂0.1-1份；
2.根据权利要求1所述的一种阻燃玻纤增强阻燃尼龙，其特征在于，所述阻燃剂为无机次磷酸铝、二乙基次膦酸铝、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐和聚磷酸铵中的至少一种；优选地，所述阻燃剂为二乙基次膦酸铝和三聚氰胺聚磷酸盐的组合。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃玻纤增强阻燃尼龙，其特征在于，所述醛类物质为水杨醛或2,4二羟基苯甲醛或2,5二羟基苯甲醛。
4.根据权利要求3所述的一种阻燃玻纤增强阻燃尼龙，其特征在于，所述二胺类物质为乙二胺、邻苯二胺或间苯二胺。
5.根据权利要求4所述的一种阻燃玻纤增强阻燃尼龙，其特征在于：所述第一单体和第二单体的摩尔比为1.5-3：1。
6.根据权利要求5所述的一种阻燃玻纤增强阻燃尼龙，其特征在于：所述溶剂为乙醇、水、dmf、dmso和乙腈中的任意一种。
7.根据权利要求6所述的一种阻燃玻纤增强阻燃尼龙，其特征在于：所述氨基化改性玻纤和溶剂的用量比为50-500g：200-5000ml。
8.根据权利要求7所述的一种阻燃玻纤增强阻燃尼龙，其特征在于：第二单体溶液的滴加速度为0.5-5滴/秒；滴加完毕后的反应时间为2-12h。
9.根据权利要求8所述的一种阻燃玻纤增强阻燃尼龙，其特征在于：所述氨基化改性玻纤由如下方法制备：将50-500g玻璃纤维分散于200-2000ml体积百分数为50-99％的乙醇的水溶液中，在500-1500rpm转速的搅拌下，加入质量为玻璃纤维的质量的0.1-10％的氨基类偶联剂，然后60-100℃反应4-8h；反应完成后，经洗涤和干燥得到氨基化改性玻纤。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的一种阻燃玻纤增强阻燃尼龙的制备方法，其特征在于：将原料烘干后混合均匀，采用螺杆挤出机熔融挤出造粒，得到料粒；所得粒料烘干后通过注塑机注塑成型；螺杆挤出机的各段温度分别为230±10℃、240±10℃、255±10℃、250±10℃、245±10℃、245±10℃，主螺杆转速为25±1hz；注塑机各段温度均为250±10℃。
技术总结本发明涉及阻燃尼龙材料技术领域，具体涉及一种阻燃玻纤增强阻燃尼龙及其制备方法和应用。一种阻燃玻纤增强阻燃尼龙，其特征在于，以重量份计，包括如下原料：尼龙45‑65份、阻燃改性玻璃纤维20‑30份、阻燃剂12‑22份、PE蜡0.1‑2份、抗氧剂0.1‑1份、成核剂0.1‑1份。本方案采用的阻燃改性玻璃纤维为Salen型席夫碱修饰的玻璃纤维，使得玻璃纤维复合材料在高温下迅速在玻璃纤维表面形成膨胀致密且坚硬的炭层，从而大大抑制“烛芯效应”。本方案的阻燃玻纤可应用到尼龙复合材料的制备中，可以解决现有技术中的玻璃纤维增强尼龙复合材料的阻燃性能不理想的技术问题，具有理想的推广应用前景。
技术研发人员：刘罡,胡志,唐恩,钟志强,王雨晨,石涛,龚小弟,罗慧灵,李博文,刘小林,叶淑英,周雷,吕强,陈健,丁学良,简瑞,彭勇,李福顺,别明智,徐旭,杨森,蔡迪,龚天宇
受保护的技术使用者：重庆科聚孚新材料有限责任公司
技术研发日：技术公布日：2024/11/26