CN103319885A - 高灼热丝、高cti值阻燃非增强尼龙及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，公开了一种高灼热丝、高CTI值阻燃非增强尼龙，包括质量份数的以下组分：PA630-50份、PA6625-35份、阻燃剂18-28份、阻燃协效剂3-6份、无卤阻燃剂5-10份、增韧剂2-4份、抗氧剂0.1-0.3份、润滑剂0.3-0.6份。本发明还公开了上述尼龙的制备方法。本发明的一种高灼热丝、高CTI值阻燃非增强尼龙，一方面增强尼龙的阻燃性能，同时提高其灼热丝起燃温度（GWIT）和相比漏电起痕指数（CTI）；另一方面可以不损害或低损害尼龙的机械性能和加工性能。

Description

高灼热丝、高CTI值阻燃非增强尼龙及制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种高灼热丝、高CTI值阻燃非增强尼龙及其制备方法。
背景技术
尼龙，中文名称为聚酰胺，英文名称为PA。PA的品种繁多，有PA6、PA66、PA11、PAl2、PA46、PA610、PA612、PAl010等，以及近几年开发的半芳香族尼龙PA6T和特种尼龙等很多新品种。尼龙是一种应用范围比较广泛的工程塑料，尤其在电子电器中得到广泛应用。电子电器中对尼龙材料有阻燃性、灼热丝起燃温度（GWIT）和相比漏电起痕指数（CTI）的要求。
目前的改性尼龙一般都具有阻燃性，但是尼龙的阻燃改性，会导致尼龙材料CTI值大幅下降，存在电路漏电、短路、电弧、电火花等引起火灾的危险，而且会使产品的机械性能和加工性能明显劣化。
2010年10月30日正式实施的澳洲标准，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，滴落无不可引燃脱脂棉。目前市场上能达到该标准的阻燃尼龙寥寥无几。灼热丝起燃温度（GWIT）的提高，也会造成CTI值的降低。
相比漏电起痕指数（CTI），是指材料表面能经受住50滴电解液而没有形成漏电痕迹的最高电压值，以V表示。目前市场上一般的阻燃尼龙的CTI只有100～200V，限制了尼龙在一些相对要求较高的电器电器领域的应用。
因此，很有必要开发一种高灼热丝、高CTI值阻燃尼龙，一方面增强尼龙的阻燃性能，同时提高其灼热丝起燃温度（GWIT）和相比漏电起痕指数（CTI）；另一方面可以不损害或低损害尼龙的机械性能和加工性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高灼热丝、高CTI值阻燃非增强尼龙及其制备方法。
本发明为实现上述目的，采取以下技术方案予以实现：
一种高灼热丝、高CTI值阻燃非增强尼龙，包括质量份数的以下组分：PA630-40份、PA6625-35份、阻燃剂18-28份、阻燃协效剂3-6份、无卤阻燃剂5-10份、增韧剂2-4份、抗氧剂0.1-0.3份、润滑剂0.3-0.6份。
所述阻燃剂是十溴二苯乙烷、溴代三嗪、溴化环氧树脂、溴化聚苯乙烯中一种以上的混合物。阻燃剂受热时，产生不可燃气体，降低可燃物周围的氧气浓度，终止氧化反应，阻止燃烧的继续进行，从而达到阻燃的目的。
所述协效阻燃剂为三氧化二锑。协效阻燃剂能促进阻燃剂分解产生不可燃气体，大大提升阻燃效果。
所述无卤阻燃剂包括三聚氰胺焦磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐、微胶囊红磷中的任一种。产品在接触850℃灼热丝加热条时，迅速降温，使产品与加热条接触面快速结成结实的一层碳层，从而达到接触过程中不引燃材料的效果。
所述增韧剂包括乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、POE-g-GMA中的任一种，提高材料的抗冲性能，使产品在受到外力作用下不易破裂。
所述抗氧剂为受阻酚抗氧剂和亚磷酸酯抗氧剂中的一种。通过添加抗氧剂，可以防止PA树脂在挤出加工过程中发生氧化变色，从而保持PA原有色泽，同时可减缓PA工程材料氧化老化速率，延长使用寿命。
所述润滑剂为EBS、硬脂酸镁、硬脂酸钙、PE蜡、硅酮粉中的任一种或一种以上的混合物。添加润滑剂可以提高熔体流动性，降低螺杆扭矩，降低制备过程的能耗。
本发明的另一技术方案如下：上述高灼热丝、高CTI值阻燃非增强尼龙的制备方法，包括以下步骤：
（1）混合：
将PA6、PA66、阻燃剂、阻燃协效剂、无卤阻燃剂、增韧剂、抗氧剂、润滑剂按上述质量份数混合均匀；
（2）熔融挤出
将混合好的物料加入双螺杆挤出机进行熔融挤出；
（3）造粒及后处理
将熔融挤出后的物料拉条，拉条后经过冷却、风干、切粒、过滤和均化后，得到高灼热丝、高CTI值阻燃非增强尼龙。
步骤（1）中物料混合可以在高速共混机中混合搅拌1～2min。
优选地，步骤（2）中熔融挤出工艺参数如下：双螺杆挤出机一区温度230～250℃、二区温度235～255℃、三区温度240～260℃、四区温度240～260℃、五区温度220～240℃、六区温度220～240℃、七区温度230～250℃、八区温度240～260℃，模头温度250～270℃，螺杆转速：380～420转/分钟。
优选地，所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为36:1。
本发明的有益效果是：本发明制备的复合材料具有优异的加工性，技术适用性好，所得工程塑料产品具有优异的物理性能，同时还具有高的灼热丝温度，高CTI特性。
具体实施方式
以下结合具体实施例来对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种高灼热丝、高CTI值阻燃非增强尼龙，其配方组成如表1所示：
表1尼龙配方
原料 质量份数
PA66（神马EPR27） 40
PA6(巴陵BL3280) 20
溴化聚苯乙烯 15
十溴二苯乙烷 5
三聚氰胺盐 10
三氧化二锑 5
POE-g-GMA 3
抗氧剂1098 0.2
硬脂酸钙 0.3
实施例2：
一种高灼热丝、高CTI值阻燃非增强尼龙，其配方组成如表2所示：
表2尼龙配方
原料 质量份数
PA66（神马EPR27） 45
PA6(巴陵BL3280) 15
溴化聚苯乙烯 15
十溴二苯乙烷 5
三聚氰胺盐 10
三氧化二锑 5
POE-g-GMA 3
抗氧剂1098 0.2
润滑剂EBS 0.3
实施例3：
一种高灼热丝、高CTI值阻燃非增强尼龙，其配方组成如表3所示：
表3尼龙配方
原料 质量份数
PA66（神马EPR27） 26
PA6(巴陵BL3280) 36
溴化聚苯乙烯 10
十溴二苯乙烷 9
三聚氰胺盐 10
三氧化二锑 5
POE-g-GMA 4
抗氧剂1098 0.2
润滑剂EBS 0.3
实施例4：
一种高灼热丝、高CTI值阻燃非增强尼龙，其配方组成如表4所示：
表4尼龙配方
原料 质量份数
PA66（神马EPR27） 28
PA6(巴陵BL3280) 36
溴化聚苯乙烯 7
十溴二苯乙烷 12
三聚氰胺盐 8
三氧化二锑 5
POE-g-GMA 4
抗氧剂1098 0.2
润滑剂EBS 0.3
实施例5：
一种高灼热丝、高CTI值阻燃非增强尼龙，其配方组成如表5所示：
表5尼龙配方
原料 质量份数
PA66（神马EPR27） 47
PA6(巴陵BL3280) 20
溴化聚苯乙烯 5
十溴二苯乙烷 13
三聚氰胺盐 6
三氧化二锑 5
POE-g-GMA 3
抗氧剂1098 0.2
润滑剂EBS 0.3
实施例6：
将实施例1～5配方中各组分混合均匀；将混合好的物料置于双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度230～250℃、二区温度235～255℃、三区温度240～260℃、四区温度240～260℃、五区温度220～240℃、六区温度220～240℃、七区温度230～250℃、八区温度240～260℃，模头温度250～270℃，螺杆转速：380～420转/分钟，双螺杆挤出机的螺杆长径比为36:1；分别制得高灼热丝、高CTI值阻燃非增强尼龙粒料1、2、3、4、5。
将尼龙粒料1、2、3、4、5注塑制样，进行性能测试，所得的测试结果如表6所示：
表6性能测试
Figure BDA00003555269600061
对比上表的性能参数，可以看出优选采用实施例3中的重量百分比含量，可以使高灼热丝、高CTI值阻燃非增强尼龙材料的综合性能和阻燃性能、灼热丝温度、CTI值达到最佳效果。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内限制本发明之权利范围。

Claims (10)

1.一种高灼热丝、高CTI值阻燃非增强尼龙，其特征在于，包括质量份数的以下组分：PA6 30-50份、PA66 25-35份、阻燃剂 18-28份、阻燃协效剂3-6份、无卤阻燃剂 5-10份、增韧剂 2-4份、抗氧剂 0.1-0.3份、润滑剂0.3-0.6份。
2.根据权利要求1所述的一种高灼热丝、高CTI值阻燃非增强尼龙，其特征在于，所述阻燃剂是十溴二苯乙烷、溴代三嗪、溴化环氧树脂、溴化聚苯乙烯中一种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种高灼热丝、高CTI值阻燃非增强尼龙，其特征在于，所述阻燃剂协效剂为三氧化二锑。
4.根据权利要求1所述的一种高灼热丝、高CTI值阻燃非增强尼龙，其特征在于，所述无卤阻燃剂是三聚氰胺焦磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐、微胶囊红磷中的任一种。
5.根据权利要求1所述的一种高灼热丝、高CTI值阻燃非增强尼龙，其特征在于，所述增韧剂是乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、POE-g-GMA中的任一种。
6.根据权利要求1所述的一种高灼热丝、高CTI值阻燃非增强尼龙，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚抗氧剂和亚磷酸酯抗氧剂中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种高灼热丝、高CTI值阻燃非增强尼龙，其特征在于，所述润滑剂是EBS、硬脂酸镁、硬脂酸钙、PE蜡、硅酮粉中的任一种或一种以上的混合物。
8.权利要求1～7任一项所述的一种高灼热丝、高CTI值阻燃非增强尼龙的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）混合：
将PA6、PA66 、阻燃剂、阻燃协效剂、无卤阻燃剂、增韧剂、抗氧剂、润滑剂按上述质量份数混合均匀；
（2）熔融挤出：
将混合好的物料加入双螺杆挤出机进行熔融挤出；
（3）造粒及后处理：
将熔融挤出后的物料拉条，拉条后经过冷却、风干、切粒、过滤和均化后，得到高灼热丝、高CTI值阻燃非增强尼龙。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述的熔融挤出工艺参数如下：双螺杆挤出机一区温度230～250℃、二区温度235～255℃、三区温度240～260℃、四区温度240～260℃、五区温度220～240℃、六区温度220～240℃、七区温度230～250℃、八区温度240～260℃，模头温度250～270℃，螺杆转速：380~420 转/分钟。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为36:1。
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