CN103304992B - 一种高灼热丝起燃温度阻燃尼龙组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高灼热丝起燃温度阻燃尼龙组合物。单一使用某一种阻燃剂时，尼龙材料虽能获得比较好的垂直燃烧性能，但灼热丝温度很难达到850℃，不能满足电子电气对材料的高灼热丝温度要求，且燃烧时有严重的熔融滴落现象。本发明为共混物，该共混物的组分包括尼龙66树脂、多元复合阻燃剂、抗滴落剂、成炭促进剂、灼热丝起燃温度增强剂、抗氧剂、偶联剂；共混物中各组分的质量百分含量为尼龙66树脂65～85﹪、多元复合阻燃剂10～30﹪、抗滴落剂0.1～3﹪、成炭促进剂0.1～3﹪、灼热丝起燃温度增强剂1～3﹪、抗氧剂0.1～1﹪、偶联剂0.5～2﹪。该共混物具有优良力学性能，且满足高灼热丝起燃温度的要求。

Description

一种高灼热丝起燃温度阻燃尼龙组合物
技术领域
本发明属于高分子材料领域，尤其涉及一种高灼热丝起燃温度阻燃尼龙组合物。
背景技术
尼龙(Nylon)是目前应用最为广泛的工程塑料，其产量居世界五大工程塑料之首，在电子电气、汽车、机械仪表、国防军工、航空等领域有着广泛的应用。随着电子电气等设备向高性能、微型化方向发展，对阻燃尼龙的性能也提出了越来越高的要求。国内的高端尼龙工程塑料市场几乎完全被少数国际大公司的产品所占据，因此开发高灼阻燃尼龙材料具有重大意义和广阔发展空间。
目前，尼龙用阻燃剂包括磷系、氮系、卤系和无机类，基于环保的考虑，目前阻燃剂主要向着无卤的方向发展。而且RoHS指令明确要求所有投放欧盟市场的电子电气设备必须达到欧盟要求的环保标准。因此开发绿色环保的阻燃尼龙已经是大势所趋。但是单一使用某一种阻燃剂时，尼龙材料虽然能获得比较好的垂直燃烧性能，但是灼热丝温度很难达到850℃，不能满足电子电气对材料的高灼热丝温度要求。另外，燃烧时往往伴随着严重的熔融滴落。所以通过各组分的复合和匹配获得高效阻燃且综合性能优异的尼龙材料，是当前业界追求的目标。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种高灼热丝起燃温度阻燃尼龙组合物。
一种高灼热丝起燃温度阻燃尼龙组合物为共混物，该共混物的组分包括尼龙66树脂、多元复合阻燃剂、抗滴落剂、成炭促进剂、灼热丝起燃温度增强剂、抗氧剂、偶联剂；共混物中各组分的质量百分含量为尼龙66树脂65～85﹪、多元复合阻燃剂10～30﹪、抗滴落剂0.1～3﹪、成炭促进剂0.1～3﹪、灼热丝起燃温度增强剂1～3﹪、抗氧剂0.1～1﹪、偶联剂0.5～2﹪；
所述的多元复合阻燃剂是由磷系阻燃剂、氮系阻燃剂和硅系阻燃剂按照质量比（8～10）：（2～4）：（0.5～1）混合而成；
所述的磷系阻燃剂为红磷、次磷酸铝、聚磷酸铵、聚磷酸三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐的一种或多种；
所述的氮系阻燃剂为三聚氰胺、三嗪成炭剂的一种或两种；其中三嗪成炭剂为含有三嗪环的聚合物，为现有成熟商品；
所述的硅系阻燃剂为硅酮聚合物、硅酮聚合物母料、笼型倍半硅氧烷的一种或多种；其中硅酮聚合物为含有硅酮基的聚合物，为成熟产品；
所述的抗滴落剂为硼酸锌、凹凸棒土、海泡石、埃洛石、石墨烯、膨胀石墨的一种或多种；
所述的成炭促进剂为由三嗪成炭剂包覆的固体超强酸，具体是SO4 2-/TiO2、SO4 2-/Fe2O3、SO4 2-/ZrO2、SO4 2-/TiO2/Fe2O3、SO4 2-/Fe2O3/ZrO2、SO4 2-/TiO2/ZrO2或SO4 2-/TiO2/Fe2O3/ZrO2，三嗪成炭剂包覆量为固体超强酸的5～20wt﹪；
所述的灼热丝起燃温度增强剂为氧化铝、氧化镁、氧化锌的一种或多种；
所述的抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、双（2，4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯、双（十八烷基）季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或多种；
所述的偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）、γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570）、异丙基三（二辛基磷酰基）钛酸酯（NSZ-20）中的一种或多种。
本发明的优点在于采用简单的生产工艺，同时仅利用几种常用的阻燃剂进行复配，克服现有技术的缺陷，使尼龙66在保持优良力学性能的前提下，同时满足高灼热丝起燃温度的要求。本发明高灼热丝起燃温度阻燃尼龙组合物大大节省成本，产品性价比高，便于大规模推广应用。
具体实施方式
下面结合各实施例对本发明做进一步的分析。
实施例1.
将650g尼龙66树脂、190g次磷酸铝、48g三聚氰胺、12g硅酮聚合物fantonFT333、10g硼酸锌、30g成炭促进剂、30g氧化铝、10g四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸]季戊四醇酯、20gγ―氨丙基三乙氧基硅烷加入到高速混合机混合均匀，在常规加料速度和螺杆转速的条件下，将所得混合物加入螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得高灼热丝起燃温度阻燃尼龙组合物1kg，其中挤出温度为200～240℃。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。按GBT5169.13-2006标准测试其灼热丝温度通过850℃。
所用的成炭促进剂为由三嗪成炭剂包覆的固体超强酸SO4 2-/TiO2，其中三嗪成炭剂包覆量为固体超强酸的5wt﹪。
实施例2.
将850g尼龙66树脂、70g红磷、23g三嗪成炭剂、7g硅酮聚合物母料JavachemTMGT-300、30g海泡石、1g成炭促进剂、10g氧化锌、4gβ-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、5gγ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570）加入到高速混合机混合均匀，在常规加料速度和螺杆转速的条件下，将所得混合物加入螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得高灼热丝起燃温度阻燃尼龙组合物1kg，其中挤出温度为200～240℃。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。按GBT5169.13-2006标准测试其灼热丝温度通过850℃。
所用的成炭促进剂为由三嗪成炭剂包覆的固体超强酸SO4 2-/Fe2O3，其中三嗪成炭剂包覆量为固体超强酸的10wt﹪。
实施例3.
将650g尼龙66树脂、200g聚磷酸铵、80g三聚氰胺、20g笼型倍半硅氧烷、4g凹凸棒土、20g成炭促进剂、20g氧化镁、1g三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、5g异丙基三（二辛基磷酰基）钛酸酯（NSZ-20）加入到高速混合机混合均匀，在常规加料速度和螺杆转速的条件下，将所得混合物加入螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得高灼热丝起燃温度阻燃尼龙组合物1kg，其中挤出温度为200～240℃。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。按GBT5169.13-2006标准测试其灼热丝温度通过850℃。
所用的成炭促进剂为由三嗪成炭剂包覆的固体超强酸SO4 2-/ZrO2，其中三嗪成炭剂包覆量为固体超强酸的15wt﹪。
实施例4.
将700g尼龙66树脂、133g聚磷酸三聚氰胺、50g三嗪成炭剂、7g硅酮聚合物fantonFT333、10g硅酮聚合物母料JavachemTMGT-300、20g埃洛石、20g成炭促进剂、15g氧化铝、15g氧化镁、10g双（2，4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯、10gγ―氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）、10gγ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570）加入到高速混合机混合均匀，在常规加料速度和螺杆转速的条件下，将所得混合物加入螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得高灼热丝起燃温度阻燃尼龙组合物1kg，其中挤出温度为200～240℃。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。按GBT5169.13-2006标准测试其灼热丝温度通过850℃。
所用的成炭促进剂为由三嗪成炭剂包覆的固体超强酸SO4 2-/TiO2/Fe2O3，其中三嗪成炭剂包覆量为固体超强酸的20wt﹪。
实施例5.
将800g尼龙66树脂、120g三聚氰胺氰尿酸盐、24g三聚氰胺、3g硅酮聚合物fantonFT333、3g笼型倍半硅氧烷、1g石墨烯、20g成炭促进剂、5g氧化镁、5g氧化锌、9g双（十八烷基）季戊四醇二亚磷酸酯、5gγ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570）、5g异丙基三（二辛基磷酰基）钛酸酯（NSZ-20）加入到高速混合机混合均匀，在常规加料速度和螺杆转速的条件下，将所得混合物加入螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得高灼热丝起燃温度阻燃尼龙组合物1kg，其中挤出温度为200～240℃。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。按GBT5169.13-2006标准测试其灼热丝温度通过850℃。
所用的成炭促进剂为由三嗪成炭剂包覆的固体超强酸SO4 2-/Fe2O3/ZrO2，三嗪成炭剂包覆量为固体超强酸的15wt﹪。
实施例6.
将700g尼龙66树脂、80g红磷、80g次磷酸铝、40g三聚氰胺、40g三嗪成炭剂、2g硅酮聚合物fantonFT333、4g硅酮聚合物母料JavachemTMGT-300、4g笼型倍半硅氧烷、5g膨胀石墨、15g成炭促进剂、3g氧化铝、3g氧化镁、4g氧化锌、3g四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸]季戊四醇酯、7gβ-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、3gγ―氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）、3gγ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570）、4g异丙基三（二辛基磷酰基）钛酸酯（NSZ-20）加入到高速混合机混合均匀，在常规加料速度和螺杆转速的条件下，将所得混合物加入螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得高灼热丝起燃温度阻燃尼龙组合物1kg，其中挤出温度为200～240℃。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。按GBT5169.13-2006标准测试其灼热丝温度通过850℃。
所用的成炭促进剂为由三嗪成炭剂包覆的固体超强酸SO4 2-/TiO2/ZrO2，其中三嗪成炭剂包覆量为固体超强酸的20wt﹪。
实施例7.
将850g尼龙66树脂、46g次磷酸铝、50g聚磷酸铵、29g三聚氰胺、7g硅酮聚合物fantonFT333、0.5g硼酸锌、0.5g凹凸棒土、1g成炭促进剂、10g氧化铝、0.5g三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、0.5g双（2，4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯、5gγ―氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）加入到高速混合机混合均匀，在常规加料速度和螺杆转速的条件下，将所得混合物加入螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得高灼热丝起燃温度阻燃尼龙组合物1kg，其中挤出温度为200～240℃。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。按GBT5169.13-2006标准测试其灼热丝温度通过850℃。
所用的成炭促进剂为由三嗪成炭剂包覆的固体超强酸SO4 2-/TiO2/Fe2O3/ZrO2，其中三嗪成炭剂包覆量为固体超强酸的20wt﹪。
实施例8.
将650g尼龙66树脂、42g红磷、50g次磷酸铝、100g聚磷酸铵、38g三嗪成炭剂、20g硅酮聚合物母料JavachemTMGT-300、5g海泡石、5g埃洛石、30g成炭促进剂、30g氧化铝、10g三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、20gγ―氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）加入到高速混合机混合均匀，在常规加料速度和螺杆转速的条件下，将所得混合物加入螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得高灼热丝起燃温度阻燃尼龙组合物1kg，其中挤出温度为200～240℃。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。按GBT5169.13-2006标准测试其灼热丝温度通过850℃。
所用的成炭促进剂为由三嗪成炭剂包覆的固体超强酸SO4 2-/TiO2，其中三嗪成炭剂包覆量为固体超强酸的10wt﹪。
上述实施例1～8所用的三嗪成炭剂为润特科技有限公司的，m1=0或1,m2=2或1，R=(CH)n1，n1=2～6,此结构式为专利报道产品，公开号CN1715272A。该三嗪成炭剂为含有三嗪环的聚合物，可通过市场购买取得。
上述实施例并非是对于本发明的限制，本发明并非仅限于上述实施例，只要符合本发明要求，均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种高灼热丝起燃温度阻燃尼龙组合物，为共混物，其特征在于该共混物的组分包括尼龙66树脂、多元复合阻燃剂、抗滴落剂、成炭促进剂、灼热丝起燃温度增强剂、抗氧剂、偶联剂；共混物中各组分的质量百分含量为尼龙66树脂65～85﹪、多元复合阻燃剂10～30﹪、抗滴落剂0.1～3﹪、成炭促进剂0.1～3﹪、灼热丝起燃温度增强剂1～3﹪、抗氧剂0.1～1﹪、偶联剂0.5～2﹪；
所述的多元复合阻燃剂是由磷系阻燃剂、氮系阻燃剂和硅系阻燃剂按照质量比(8～10)：(2～4)：(0.5～1)混合而成；
所述的磷系阻燃剂为红磷、次磷酸铝、聚磷酸铵、聚磷酸三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐的一种或多种；
所述的氮系阻燃剂为三聚氰胺、三嗪成炭剂的一种或两种；其中三嗪成炭剂为含有三嗪环的聚合物；
所述的硅系阻燃剂为硅酮聚合物、硅酮聚合物母料、笼型倍半硅氧烷的一种或多种；其中硅酮聚合物为含有硅酮基的聚合物；
所述的成炭促进剂为由三嗪成炭剂包覆的固体超强酸，具体是SO4 2-/TiO2、SO4 2-/Fe2O3、SO4 2-/ZrO2、SO4 2-/TiO2/Fe2O3、SO4 2-/Fe2O3/ZrO2、SO4 2-/TiO2/ZrO2或SO4 2-/TiO2/Fe2O3/ZrO2，三嗪成炭剂包覆量为固体超强酸的5～20wt﹪。
2.如权利要求1所述的一种高灼热丝起燃温度阻燃尼龙组合物，其特征在于所述的抗滴落剂为硼酸锌、凹凸棒土、海泡石、埃洛石、石墨烯、膨胀石墨的一种或多种。
3.如权利要求1所述的一种高灼热丝起燃温度阻燃尼龙组合物，其特征在于所述的灼热丝起燃温度增强剂为氧化铝、氧化镁、氧化锌的一种或多种。
4.如权利要求1所述的一种高灼热丝起燃温度阻燃尼龙组合物，其特征在于所述的抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2，4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯、双(十八烷基)季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的一种高灼热丝起燃温度阻燃尼龙组合物，其特征在于所述的偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷、γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、异丙基三(二辛基磷酰基)钛酸酯中的一种或多种。
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