CN101899210B - 一种高灼热丝尼龙及其制备方法 - Google Patents

一种高灼热丝尼龙及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高灼热丝阻燃尼龙及其制备方法。一种高灼热丝阻燃尼龙，其组成按重量配比为(％)：PA6 55～67％；聚碳酸酯PC 5～15％；相容剂2～5％；阻燃剂18～20％；协效阻燃剂6～6.5％；抗氧剂混合物0.4％；其他助剂0.1～0.3％。本发明采用乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物既能与尼龙良好相容，又可与PC良好相容，且阻燃剂采用聚溴化苯乙烯与尼龙和PC均可良好相容，不会影响材料的机械性能。

Description

一种高灼热丝尼龙及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种高灼热丝尼龙及其制备方法。
背景技术
PA6(聚酰胺6或尼龙6)是半透明或不透明乳白色半结晶形聚合物，它的特点为热力学性能优异，轻质、韧性好、耐化学品和耐久性好，还具有良好的耐磨性、自润滑性。目前纯尼龙阻燃材料灼热丝只能做到750℃接触30s不起燃。
PC(聚碳酸酯)聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，阻燃，在普通使用温度内都有良好的机械性能。聚碳酸酯的耐冲击性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加剂就具有UL94 V-0级阻燃性能。灼热丝可做到900℃接触30s不起燃。
新的澳洲标准即将于2010年10月30日正式实施，新标准要求非金属材料过850℃灼热丝测试，测试条件为测试时间30s，然后移开发热丝，在整个测试期间，试样不可被点燃，滴落无不可引燃绢纸。待澳洲标准实施后，欧美等国家也会相继出台近似标准，提高之前的阻燃要求标准。而目前市场上的阻燃尼龙全部都无法达到此灼热丝要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高灼热丝尼龙及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种高灼热丝阻燃尼龙，其组成按重量配比为(％)：
PA6               55～67％；
聚碳酸酯PC        5～15％；
相容剂            2～5％；
阻燃剂        18～20％
协效阻燃剂    6～6.5％
抗氧剂        0.2～0.6％；
其他助剂      0.1～0.3％。
其中：所述PA6为分子量为17000-30000的聚酰胺。
其中，所述的相容剂为乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物。
其中：所述的阻燃剂为聚溴化苯乙烯。
其中：所述抗氧剂为主副抗氧剂的复合体系。
其中：所述协效阻燃剂为锑酸钠。
其中：所述的抗氧剂为四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯主抗氧剂和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)辅抗氧剂的复配。
其中：所述的其他助剂包括加工助剂、热稳定剂、紫外光吸收剂。
一种如上述的高灼热丝阻燃尼龙的制备方法，其特征在于，包括步骤：
(1)先将PA6、PC以及相容剂在真空干燥箱中80℃干燥4～8小时；
(2)按上述的配比称取全部原料并混合均匀；
(3)将(2)中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度140-180℃，二区温度190-220℃，三区温度220-230℃，四区温度230-250℃，机头180-220℃，停留时间2～3min，压力为12-18MPa，螺杆转速130-150转/分钟。
以上技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
本发明采用乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物既能与尼龙良好相容，又可与PC良好相容，且阻燃剂采用聚溴化苯乙烯与尼龙和PC均可良好相容，不会影响材料的机械性能。
具体实施方式
一种高灼热丝阻燃尼龙，其组成按重量配比为(％)：PA655～67％；聚碳酸酯PC  5～15％；相容剂  2～5％；阻燃剂  18～20％；协效阻燃剂  6～6.5％；抗氧剂  0.2～0.6％；其他助剂  0.1～0.3％。
其中，所述的PA6为分子量为17000-30000的聚酰胺如新会美达M2800、霍尼韦尔H8202NLB等，粘度为2.8左右的中等粘度PA6；所述的PC为相对密度1.18-1.22如陶氏201-10，帝人1250Y，出光IR2200等。所述的相容剂为乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物。所述的阻燃剂为聚溴化苯乙烯。所述协效阻燃剂为锑酸钠。所述的抗氧剂为四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯主抗氧剂和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)辅抗氧剂的复配；所述的其他助剂包括加工助剂、热稳定剂、紫外光吸收剂等。
以下结合实施例对本发明作详细的说明：
在下列实施例的复合材料配方中，抗氧剂为四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯酯)，选用Ciba公司生产，商品牌号分别为Irganox1010，和Irganox168。增韧剂为乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物，如杜邦生产，商品牌号PTW，或Rohm Haas公司生产，PA6为分子量为17000-30000的聚酰胺如新会美达M2800、霍尼韦尔H8202NLB等，粘度为2.8左右的中等粘度PA6；所述的PC为相对密度1.18-1.22如陶氏201-10，帝人1250Y，出光IR2200等。阻燃剂为聚溴化苯乙烯如美国大湖PBS-64、雅宝7010等，协效阻燃剂为锑酸钠
实施例1
PA6  55.5％(重量百分比，下同)、PC  15％、阻燃剂  18％、协效阻燃剂6、相容剂  5％、抗氧剂1010/168  0.2/0.2％、其他助剂  0.1％。
制备方法：先将PA6、PC以及增韧剂在真空干燥箱中80℃干燥4～8小时，按配比称取干燥好的PA6和PC树脂及各种助剂，混合好后将全部原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度140-180℃，二区温度190-220℃，三区温度220-230℃，四区温度230-250℃，机头180-220℃，停留时间2～3min，压力为12-18MPa，螺杆转速130-150转/分钟。
实施例2，
PA6 61.5％(重量百分比，下同)、PC 10％、阻燃剂18％、协效阻燃剂6、相容剂4％、抗氧剂1010/168 0.2/0.2％、其他助剂0.1％。
制备方法：先将PA6、PC以及增韧剂在真空干燥箱中80℃干燥4～8小时，按配比称取干燥好的PA6和PC树脂及各种助剂，混合好后将全部原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度140-180℃，二区温度190-220℃，三区温度220-230℃，四区温度230-250℃，机头180-220℃，停留时间2～3min，压力为12-18MPa，螺杆转速130-150转/分钟。
实施例3，
PA6 66.6％(重量百分比，下同)、PC 8％、阻燃剂18.5％、协效阻燃剂6.2、相容剂4％、抗氧剂1010/168 0.2/0.2％、其他助剂0.3％。
制备方法：先将PA6、PC以及增韧剂在真空干燥箱中80℃干燥4～8小时，按配比称取干燥好的PA6和PC树脂及各种助剂，混合好后将全部原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度140-180℃，二区温度190-220℃，三区温度220-230℃，四区温度230-250℃，机头180-220℃，停留时间2～3min，压力为12-18MPa，螺杆转速130-150转/分钟。
实施例4，
PA665％(重量百分比，下同)、PC 5％、阻燃剂20％、协效阻燃剂6.5、相容剂3％、抗氧剂1010/168 0.2/0.2％、其他助剂0.1％。
制备方法：先将PA6、PC以及相容剂在真空干燥箱中80℃干燥4～8小时，按配比称取干燥好的PA6和PC树脂及各种助剂，混合好后将全部原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度140-180℃，二区温度190-220℃，三区温度220-230℃，四区温度230-250℃，机头180-220℃，停留时间2～3min，压力为12-18MPa，螺杆转速130-150转/分钟。
性能评价方式及实行标准
一、检测的方法、步骤、条件或标准
将上述实施例1～4中完成造粒的粒子在130--150℃的鼓风烘箱中干燥4～6小时，再将干燥的粒子在80T注塑机上注塑制样，制样过程中保持模温在70～100℃之间。
拉伸强度按GB/T 1040标准进行检验。试样类型为I型，样条尺寸(mm)：170(长)×(20±0.2)(端部宽度)×(4±0.2)(厚度)，拉伸速度为50mm/min；弯曲强度和弯曲模量按GB 9341/T标准进行检验。试样类型为试样尺寸(mm)：(80±2)×(10±0.2)×(4±0.2)，弯曲速度为20mm/min；缺口冲击强度按GB/T1043标准进行检验。试样类型为I型，试样尺寸(mm)：(80±2)×(10±0.2)×(4±0.2)；缺口类型为A类，缺口剩余厚度为3.2mm；热变形温度按GB/T 1634.2标准进行检验，负载为1.80MPa.跨距为100mm。
实施例1-4的原料重量百分比及制成的复合材料性能表
Figure GSB00000810028200051
Figure GSB00000810028200061
从表中可以看出：
由上表可以看出，PC含量在5～10％范围内，相容剂在3～4％范围内，阻燃剂在18.5～19.5范围内，协效阻燃剂在6～6.3份范围内，阻燃尼龙的机械性能跟灼热丝测试结果最好，随PC含量的增加，阻燃尼龙的机械性能有所下降，但拉伸行都在50J/m以上，冲击在55以上。综合成本和性能的考虑，PC的最佳添加量为6～8％。本发明通过选择合适的与尼龙、PC相容均较好的阻燃剂，可得到机械性能极佳的高灼热丝阻燃尼龙，加阻燃剂在18.5～19.5范围内，协效阻燃剂在6～6.3份范围内可以满足材料灼热丝测试条件为测试时间30s，然后移开发热丝，在整个测试期间，试样不可被点燃，滴落无不可引燃绢纸的要求。而现有的阻燃尼龙均无法达到此性能。
以上对本发明所提供的一种高灼热丝尼龙及其制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种高灼热丝阻燃尼龙，其特征在于，其组成按重量百分含量配比为：
PA6                65～66.6％；
聚碳酸酯PC         5～8％；
相容剂             3～4％；
阻燃剂             18.5～20％；
协效阻燃剂         6.2～6.5％；
抗氧剂1010/168     0.2％/0.2％；
其他助剂           0.1～0.3％。
2.如权利要求1所述的高灼热丝阻燃尼龙，其特征在于：所述PA6为分子量为17000-30000的聚酰胺。
3.如权利要求1所述的高灼热丝阻燃尼龙，其特征在于：所述的相容剂为乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物。
4.如权利要求1所述的高灼热丝阻燃尼龙，其特征在于：所述的阻燃剂为聚溴化苯乙烯。
5.如权利要求1所述的高灼热丝阻燃尼龙，其特征在于：所述协效阻燃剂为锑酸钠。
6.如权利要求1所述的高灼热丝阻燃尼龙，其特征在于：所述的其他助剂包括加工助剂、热稳定剂、紫外光吸收剂。
7.一种如权利要求1所述的高灼热丝阻燃尼龙的制备方法，其特征在于：包括步骤：
(1)先将PA6、PC以及相容剂在真空干燥箱中80℃干燥4～8小时；
(2)按权利要求1所述的配比称取全部原料并混合均匀；
(3)将(2)中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度140-180℃，二区温度190-220℃，三区温度220-230℃，四区温度230-250℃，机头180-220℃，停留时间2～3min，压力为12-18MPa，螺杆转速130-150转/分钟。
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