一种无卤阻燃长链尼龙复合材料及其制备方法与流程

本发明属于尼龙阻燃，具体涉及一种无卤阻燃长链尼龙复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、聚酰胺材料具有优良的力学性能、耐磨性、耐热性、耐化学腐蚀等优异的综合性能，广泛应用于交通运输、电子电器、机械制造业、电动工具及建筑等领域。聚酰胺材料中，pa12的韧性尤其出众，其在-50℃仍能保持良好的韧性，广泛应用于汽车和轨道交通领域。

2、轨道交通和电子电器应用方面，通常要求具备一定的防火性能。卤素阻燃剂发烟量大、cti性能低、密度高等缺点限制了其应用；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；无卤非磷阻燃剂，特别是三聚氰胺氰尿酸盐(mca)阻燃剂因其价格低廉，发烟量低，毒性小，在尼龙阻燃改性中广泛应用。

3、mca添加量只需要8～10wt％就能使非增强pa66体系的阻燃性能达到0.8mm ul94v-0级别，但是在pa12中单独添加mca阻燃剂，阻燃测试过程中，会出现滴落引燃现象，无法达到0.8mmul94 v-0级别。且现有技术中将mca与含磷阻燃剂协效作用，会导致复合材料烟密度提高。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中长链尼龙树脂高阻燃性能和低烟密度难以兼顾的缺陷，从而提供一种无卤阻燃长链尼龙复合材料及其制备方法。

2、为此，本发明提供了以下技术方案。

3、第一方面，本发明提供了一种无卤阻燃长链尼龙复合材料，原料组成按质量份数计为：

4、长链尼龙树脂：65～92份，

5、mca阻燃剂：5～25份，所述mca阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐；

6、无苯环含磷阻燃剂：1～10份，

7、助剂：0～5份。

8、长链尼龙树脂，依据gb/t 19466.3-2004标准测试的熔融峰温度≥160℃。

9、长链尼龙树脂是尼龙分子主链重复单元中带有酰胺基、两个酰胺基之间的亚甲基长度大于10的尼龙。

10、第二方面，本发明提供了另一种无卤阻燃长链尼龙复合材料，原料组成按质量份数计为：

11、长链尼龙树脂：65～92份，

12、长链尼龙弹性体：1～10份，

13、mca阻燃剂：5～25份，所述mca阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐，

14、无苯环含磷阻燃剂：1～10份，

15、助剂：0～5份。

16、长链尼龙弹性体为增韧剂。

17、在一种可能的实施方式中，所述长链尼龙树脂选自pa12、pa11、pa1012、pa1212、pa1010、pa410、pa412、pa510、pa512、pa610、pa612中的至少一种；

18、优选pa12、pa11、pa1012中的至少一种。

19、在一种可能的实施方式中，所述长链尼龙弹性体选自pa12弹性体、pa1012弹性体、pa11弹性体中的至少一种；

20、可选的，长链尼龙弹性体为2-8份，优选3-6份。

21、在一种可能的实施方式中，所述mca阻燃剂的平均粒径d50为0.1μm～25μm，优选0.2～10μm，更优选0.3～3μm。

22、在一种可能的实施方式中，所述无苯环含磷阻燃剂为不含苯环的磷酸酯。

23、在一种可能的实施方式中，所述不含苯环的磷酸酯选自3,9-二甲基-3,9二氧代-2,4,8,10-四氧杂-3,9-二磷杂二螺[5,5]十一烷、1-氧代-4羟甲基-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷、双(1-氧代-4-亚甲基-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷)磷酸酯(2,4,6-三氨基-1,3,5-三嗪)盐、三(1-氧代-4-亚甲基-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷)磷酸酯；甲基膦酸(5-乙基-2-甲基-2-氧代-1,3,2-二氧磷杂环己-5-基)甲基甲基酯、双[(5-乙基-2-甲基-1,3,2-二氧磷杂环己烷-5-基)甲基]甲基膦酸酯p，p'-二氧化物、(2-氨基-2-氧代乙基)磷酸二乙酯中的至少一种。

24、在一种可能的实施方式中，所述助剂包括抗氧剂、润滑剂、成核剂、增塑剂、色母中的一种或多种。

25、在一种可能的实施方式中，mca阻燃剂为5～20份，优选6～12份；

26、在一种可能的实施方式中，无苯环含磷阻燃剂为1～8份，更优选2～6份。

27、第三方面，本发明提供了一种无卤阻燃长链尼龙复合材料的制备方法，包括以下步骤：按照配比，将各组分混合后加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，制备得到无卤阻燃长链尼龙复合材料。

28、本发明技术方案，具有如下优点：

29、1.本发明无卤阻燃长链尼龙复合材料，原料组成按质量份数计为：长链尼龙树脂：65～92份，mca阻燃剂：5～25份，所述mca阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐；无苯环含磷阻燃剂：1～10份，助剂：0～5份。

30、本发明通过无苯环含磷阻燃剂的加入，和mca阻燃剂发挥协同作用；较高的磷含量，复合材料燃烧时，产生大量的含磷酸性物质，吸收大量热量，极大的降低材料的燃烧时间，同时加速材料的熔滴过程，使得滴落物完全不含有明火，避免长链尼龙复合材料阻燃测试过程中出现滴落引燃现象，使得无卤阻燃长链尼龙复合材料可以到达稳定的0.8mm ul94v-0级别。使用的含磷阻燃剂分子结构不含有苯环，使得无卤阻燃长链尼龙复合材料保持较低烟密度。

31、2.本发明另一种无卤阻燃长链尼龙复合材料原料组成按质量份数计为：长链尼龙树脂：65～92份，长链尼龙弹性体1～10份，mca阻燃剂：5～25份，所述mca阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐，无苯环含磷阻燃剂：1～10份，助剂：0～5份。

32、复配长链尼龙弹性体做为增韧剂，提高韧性的同时不影响复合的阻燃性能。本发明采用mca阻燃剂、无苯环含磷阻燃剂和长链尼龙弹性体的协同作用，使得无卤阻燃长链尼龙复合材料可以到达0.8mm ul94 v-0级别，同时保持较低烟密度，且具有优异的韧性。

技术特征：

1.一种无卤阻燃长链尼龙复合材料，其特征在于，原料组成按质量份数计为：

2.一种无卤阻燃长链尼龙复合材料，其特征在于，原料组成按质量份数计为：

3.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃长链尼龙复合材料，其特征在于，所述长链尼龙树脂选自pa12、pa11、pa1012、pa1212、pa1010、pa410、pa412、pa510、pa512、pa610、pa612中的至少一种；

4.根据权利要求2所述的无卤阻燃长链尼龙复合材料，其特征在于，所述长链尼龙弹性体选自pa12弹性体、pa1012弹性体、pa11弹性体中的至少一种；

5.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃长链尼龙复合材料，其特征在于，所述mca阻燃剂的平均粒径d50为0.1μm～25μm，优选0.2～10μm，更优选0.3～3μm。

6.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃长链尼龙复合材料，其特征在于，所述无苯环含磷阻燃剂为不含苯环的磷酸酯。

7.根据权利要求6所述的无卤阻燃长链尼龙复合材料，其特征在于，所述不含苯环的磷酸酯选自3,9-二甲基-3,9二氧代-2,4,8,10-四氧杂-3,9-二磷杂二螺[5,5]十一烷、1-氧代-4羟甲基-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷、双(1-氧代-4-亚甲基-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷)磷酸酯(2,4,6-三氨基-1,3,5-三嗪)盐、三(1-氧代-4-亚甲基-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷)磷酸酯；甲基膦酸(5-乙基-2-甲基-2-氧代-1,3,2-二氧磷杂环己-5-基)甲基甲基酯、双[(5-乙基-2-甲基-1,3,2-二氧磷杂环己烷-5-基)甲基]甲基膦酸酯p，p'-二氧化物、(2-氨基-2-氧代乙基)磷酸二乙酯中的至少一种。

8.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃长链尼龙复合材料，其特征在于，所述助剂包括抗氧剂、润滑剂、成核剂、增塑剂、色母中的一种或多种。

9.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃长链尼龙复合材料，其特征在于，满足以下条件中的至少一项：

10.一种权利要求1-9任一项所述的无卤阻燃长链尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照配比，将各组分混合后加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，制备得到无卤阻燃长链尼龙复合材料。

技术总结
一种无卤阻燃长链尼龙复合材料及其制备方法，属于尼龙阻燃技术领域，克服现有技术中长链尼龙树脂高阻燃性能和低烟密度难以兼顾的缺陷。本发明无卤阻燃长链尼龙复合材料，原料组成按质量份数计为：长链尼龙树脂：65～92份，MCA阻燃剂：5～25份，所述MCA阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐；无苯环含磷阻燃剂：1～10份，助剂：0～5份。本发明通过无苯环含磷阻燃剂和MCA阻燃剂发挥协同作用提高阻燃性能的同时使得无卤阻燃长链尼龙复合材料保持较低烟密度。

技术研发人员：步真松,王文博,邵有国,夏成志
受保护的技术使用者：万华化学（宁波）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/17