CN103131174A - 高灼热丝温度阻燃聚酰胺复合材料及其制备方法和用途 - Google Patents

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陈勋森
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Abstract

本发明公开了一种高灼热丝温度阻燃聚酰胺复合材料，其原料配方包括下述重量百分比计的组分：聚酰胺40％-70％、无卤阻燃剂5％-15％、润滑剂0.1％-3％、抗氧化剂0.1％-1％和增强改性剂10％-30％；所述的无卤阻燃剂为氰尿酸三聚氰胺盐。本发明还公开了所述的高灼热丝温度阻燃聚酰胺复合材料的制备方法和应用。本发明的高灼热丝温度阻燃聚酰胺复合材料颜色浅，可染各种颜色，适用范围广；比重轻，具有大于500V的相比漏电起痕指数，灼热丝燃烧指数为960℃。本发明的高灼热丝温度阻燃聚酰胺复合材料能够采用常规的设备和方法制备得到，不需要对制造设备进行改造，易于进行工业化生产。

Description

高灼热丝温度阻燃聚酰胺复合材料及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及改性高分子新材料领域，具体涉及一种高灼热丝温度阻燃聚酰胺复合材料及其制备方法和用途。
背景技术
聚酰胺俗称尼龙(PA)，是分子主链上含有重复酰胺基团(-NHCO-)的一类热塑性树脂总称。未经改性的聚酰胺阻燃性能较差，在使用过程中极易引发火灾。因此在电子电器等领域应用时都需要对聚酰胺进行阻燃改性。可用于聚酰胺阻燃改性的阻燃剂种类主要有卤系，磷系，氮系等，目前卤系阻燃聚酰胺使用最为广泛。卤系阻燃剂的比重大，而卤系阻燃剂通常需要搭配阻燃协效剂才能达到好的阻燃性能，目前最常用的阻燃协效剂有三氧化二锑，硼酸锌等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服了现有的卤系阻燃聚酰胺复合材料比重大、相比漏电起痕指数低的缺陷，提供了一种高灼热丝温度阻燃聚酰胺复合材料，及其制备方法和应用。本发明的复合材料使用无卤阻燃剂，添加了增强改性剂，复合材料色浅，可染各种颜色，而且比重轻，具有高的相比漏电起痕指数(CTI)值，灼热丝燃烧指数(GWFI)达960℃。
本发明提供了一种高灼热丝温度阻燃聚酰胺复合材料，其原料配方包括下述重量百分比计的组分：聚酰胺40％-70％、无卤阻燃剂5％-15％、润滑剂0.1％-3％、抗氧化剂0.1％-1％和增强改性剂10％-30％；所述的无卤阻燃剂为氰尿酸三聚氰胺盐(简称MCA)。
其中，所述的聚酰胺可为本领域各种常规的聚酰胺，其相对粘度较佳地为2.3-2.5。所述的聚酰胺较佳地为尼龙6。
其中，所述的润滑剂可为本领域中常规使用的各种用于聚酰胺复合材料中的润滑剂，较佳地为乙撑双硬脂酸酰胺(简称EBS)、改性EBS、聚乙烯蜡和硬脂酸盐中的一种或多种。
其中，所述的抗氧化剂可为本领域中常规使用的各种用于聚酰胺复合材料的抗氧剂，较佳地为抗氧剂1010、1098和168中的一种或多种。
其中，所述的增强改性剂可为本领域中常规使用的各种用于聚酰胺复合材料的增强改性剂，较佳地为无碱玻璃纤维和/或无机矿物，所述的无机矿物较佳地为滑石粉、碳酸钙、硅灰石、高岭土、蒙脱土和云母中的一种或多种。
本发明还提供了一种高灼热丝温度阻燃聚酰胺复合材料的制备方法，其包括下述步骤：在双螺杆挤出机的主喂料口加入所述聚酰胺，在第一侧喂料口中加入下述组分的混合物：所述无卤阻燃剂、所述润滑剂和所述抗氧化剂，在第二侧喂料口中加入所述增强改性剂，挤出，冷却，切粒，即可。
其中，所述的混合物较佳地通过高速混合机混合得到。
其中，所述的挤出采用本领域聚酰胺复合材料的常规挤出条件进行，所述双螺杆挤出机的温度分布为：由进料段到机头分别为：210℃、230℃、250℃、250℃、240℃、235℃、230℃和230℃，模头温度235℃。
本发明还提供了所述的高灼热丝温度阻燃聚酰胺复合材料在电子、民用或工业低压电器领域中的应用，主要是作为低压断路器壳体、汽车电器壳体、工业电器壳体、开关或交流接触器外壳材料中的用途。
本发明中，上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合，即得本发明各较佳实施例。
本发明的原料和试剂皆市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
1、本发明的高灼热丝温度阻燃聚酰胺复合材料颜色浅，可染各种颜色，适用范围广。
2、本发明的高灼热丝温度阻燃聚酰胺复合材料比重轻，具有高相比漏电起痕指数，大于500V，灼热丝燃烧指数960℃。
3、本发明的高灼热丝温度阻燃聚酰胺复合材料能够采用常规的设备和方法制备得到，不需要对制造设备进行改造，易于进行工业化生产。
具体实施方式
为更好地理解本发明，以下结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不限于此。
实施例1
1、原料来源：
PA6购于台湾集盛，型号为TP-4208，相对粘度为2.4。
EBS购于晋一化工科技，型号为EBA-60。
2、原料配方：
PA6 59.1％、氰尿酸三聚氰胺盐15％、EBS 0.3％、抗氧化剂1098 0.3％、抗氧化剂168 0.3％和滑石粉25％。
3、制备方法：
将氰尿酸三聚氰胺盐、EBS和抗氧化剂加入到高速混合机中混合均匀，取出得混合物。从双螺杆挤出机的主喂料口加入PA6，在第一侧喂料口加入所述混合物，再在第二侧喂料口加入滑石粉，使所有物料在双螺杆挤出机中混合均匀，挤出，冷却，切粒，得到高灼热丝温度阻燃聚酰胺复合材料；挤出温度由进料段到机头分别为：210℃、230℃、250℃、250℃、240℃、235℃、230℃、230℃、模头温度235℃。
4、性能检测
对所得的高灼热丝温度阻燃聚酰胺复合材料进行如下表1所示的性能检测，具体结果见表1。
表1
  复合材料性能参数   测试标准   实施例1
  拉伸强度(MPa)   ASTM D638   65
  断裂伸长率(％)   ASTM D638   2.0
  弯曲强度(MPa)   ASTM D638   95
  弯曲模量(MPa)   ASTM D638   5500
  缺口冲击强度(J/m)   ASTM D790   35
  比重(g/cm3)   ASTM D792   1.357
  阻燃性(1.6mm)   UL94   V2
  GWFI(℃)   IEC 60695-2-12   960
  CTI(Solution A)(V)   IEC60112   550

Claims (10)

1.一种高灼热丝温度阻燃聚酰胺复合材料，其原料配方包括下述重量百分比计的组分：聚酰胺40％-70％、无卤阻燃剂5％-15％、润滑剂0.1％-3％、抗氧化剂0.1％-1％和增强改性剂10％-30％；所述的无卤阻燃剂为氰尿酸三聚氰胺盐。
2.如权利要求1所述的高灼热丝温度阻燃聚酰胺复合材料，其特征在于：所述的聚酰胺的相对粘度为2.3-2.5，所述的聚酰胺为尼龙6。
3.如权利要求1所述的高灼热丝温度阻燃聚酰胺复合材料，其特征在于：所述的润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺、改性EBS、聚乙烯蜡和硬脂酸盐中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的高灼热丝温度阻燃聚酰胺复合材料，其特征在于：所述的抗氧化剂为抗氧剂1010、1098和168中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的高灼热丝温度阻燃聚酰胺复合材料，其特征在于：所述的增强改性剂为无碱玻璃纤维和/或无机矿物。
6.如权利要求5所述的高灼热丝温度阻燃聚酰胺复合材料，其特征在于：所述的无机矿物为滑石粉、碳酸钙、硅灰石、高岭土、蒙脱土和云母中的一种或多种。
7.如权利要求1～6中任一项所述的高灼热丝温度阻燃聚酰胺复合材料的制备方法，其包括下述步骤：在双螺杆挤出机的主喂料口加入所述聚酰胺，在第一侧喂料口中加入下述组分的混合物：所述无卤阻燃剂、所述润滑剂和所述抗氧化剂，在第二侧喂料口中加入所述增强改性剂，挤出，冷却，切粒，即可。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述的混合物通过高速混合机混合得到。
9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机的温度分布为：由进料段到机头分别为：210℃、230℃、250℃、250℃、240℃、235℃、230℃和230℃，模头温度235℃。
10.如权利要求1～6中任一项所述的高灼热丝温度阻燃聚酰胺复合材料作为低压断路器壳体、汽车电器壳体、工业电器壳体、开关或交流接触器外壳材料中的用途。
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