CN105440671A - 一种高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料及其制备方法，含有重量比分别为30%-40%的PA66树脂、3%-5%的PA6树脂、2%-3%的增韧剂、18%-22%的主阻燃剂、6%-8%的辅助阻燃剂、0.3%-0.5%的抗氧剂、0-0.5%的偶联剂、0%-1%的润滑剂以及25%-35%的玻璃纤维。所述制备方法为将各原料成分加入到挤出机后进行熔融塑化，通过挤出机模头挤出后水冷拉条造粒，最终得到产物阻燃尼龙复合材料。该阻燃尼龙复合材料的冲击强度可以达到150J/M以上，拉伸强度可以达到135MPA，弯曲强度可以达到240MPA以上，在提高阻燃材料灼热丝温度，同时降低材料成本，有效改善阻燃材料材质偏脆问题。

Description

一种高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料及其制备方法。
背景技术
目前市场上高灼热丝阻燃材料一般都是通过添加无卤阻燃体系在加玻纤和其他填充材料获得，通过此体系获得的高灼热丝阻燃材料，在本质上已经改变了尼龙材料基本的物性基础，材料容易吸潮，材质变脆，阻燃性能不稳定，满足不了在电器方面对材质的要求，特别是电子连接器方面，有些产品比较薄的地方更加容易开裂等。另外一种技术通过添加大量的溴系阻燃剂和三氧化二锑、硼酸锌等阻燃体系，虽然也可以得到高灼热丝材料，但大量的阻燃剂不仅增加了材料的成本，且物性也较差，仍然无法满足尼龙阻燃材料在电子连接器、电器外壳上的使用要求。目前市场上高灼热丝阻燃材料性能较脆，容易开裂，阻燃性能不够稳定，阻燃剂添加量高，无法很好的满足尼龙阻燃材料在电子电器方面的使用要求。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料及其制备方法。
本发明提供一种高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料，包括重量比分别为30%-40%的PA66树脂、3%-5%的PA6树脂、2%-3%的增韧剂、18%-22%的主阻燃剂、6%-8%的辅助阻燃剂、0.3%-0.5%的抗氧剂以及25%-35%的玻璃纤维。
进一步地，本发明提供的高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料还包括重量比为0%-0.5%的偶联剂和0%-1%的润滑剂。
所述高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料的冲击强度可以达到150J/M以上，拉伸强度可以达到135MPA，弯曲强度可以达到240MPA以上。
本发明提供一种高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将重量比分别为30%-40%的PA66树脂、3%-5%的PA6树脂、2%-3%的增韧剂、18%-22%的主阻燃剂、6%-8%的辅助阻燃剂、0.3%-0.5%的抗氧剂、0%-0.5%的偶联剂以及0%-1%的润滑剂同时加入到混料桶中，将混料桶中的原料混合均匀后加入到挤出机中；
步骤二：将玻璃纤维按照重量比为25%-35%的比例加入到挤出机中；
步骤三：将挤出机中的物料进行熔融塑化，然后通过挤出机模头挤出后水冷拉条造粒，得到产物高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料。
步骤一中将混料桶中的原料混合均匀后通过主喂料方式加入到挤出机中。
步骤二将玻璃纤维通过侧喂料方式加入到挤出机中。
步骤三中熔融塑化的温度为210℃-270℃。
步骤三中熔融塑化的过程中挤出机的各个区的熔融塑化的温度见下表所示：
1区 2区 3区 4区 5区 6区 7区 8区 9区 10区
210℃ 270℃ 270℃ 270℃ 265℃ 265℃ 250℃ 240℃ 230℃ 270℃
步骤三中水冷温度为30℃-70℃。
步骤三中拉条造粒的粒径尺寸为2mm-5mm，长度为3mm-8mm。
本发明具有的优点在于：本发明通过降低溴系阻燃剂和三氧化二锑的添加比例，通过添加阻燃协效剂的方法，降低了配方成本，增加体系阻燃稳定性，保证物性的前提下，可通过GWIT850℃，GWFI960℃，提高阻燃材料灼热丝温度，同时降低材料成本，有效改善阻燃材料材质偏脆问题。本发明的产品以广泛应用于电子电器连接器行业中，特别是对灼热丝温度要求相当严格的场所，增加了安全性能，同时应用于电器外壳材料中优势明显，例如应用与暖风机外壳材料中，达到刚性和韧性的平衡，灼热丝起燃温度大于850℃可完全满足暖风机外壳材料使用要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明提供一种高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料，含有重量比分别为30%-40%的PA66树脂、3%-5%的PA6树脂、2%-3%的增韧剂、18%-22%的主阻燃剂、6%-8%的辅助阻燃剂、0.3%-0.5%的抗氧剂、0%-0.5%（优选为0.3%-0.5%）的偶联剂、0%-1%（优选为0.5%-1%）的润滑剂以及25%-35%的玻璃纤维。其中偶联剂和润滑剂可以选择性添加，不作为必要的组成成分。
本发明提供的高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料的冲击强度可以达到150J/m以上，拉伸强度可以达到135MPa，弯曲强度可以达到240MPa以上，且具有850℃灼热不起燃性能，可通过960℃灼丝。
所述增韧剂选择POE-g-MAH，所述偶联剂选择KH560/KH550，所述润滑剂选择SEED、PETS、TAF，所述玻璃纤维选择HP-3ECS560A，所述主氧化剂选择1076/1010，所述辅助氧化剂选择627A/168，溴化聚苯乙烯、溴化环氧作为阻燃剂，三氧化二锑、高岭土、硼酸锌作为辅助阻燃剂。
本发明提供的高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料的冲击强度可以达到150J/M以上，拉伸强度可以达到135MPA，弯曲强度可以达到240MPA以上。
本发明还提供一种高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料的制备方法，具体包括以下过程：
步骤一：原材料中先将重量比分别为30%-40%的PA66树脂、3%-5%的PA6树脂、2%-3%的增韧剂、18%-22%的主阻燃剂、6%-8%的辅助阻燃剂、0.3%-0.5%的抗氧剂、0%-0.5%的偶联剂以及0%-1%的润滑剂同时加入到混料桶中，混合均匀后通过主喂料方式加入到挤出机中；
步骤二：将玻璃纤维按照原材料重量比为25%-35%的比例通过侧喂料方式加入到挤出机中，这些原材料在混合之前加入的时候无粒径尺寸大小要求。
步骤三：将挤出机中的物料进行210℃-270℃的熔融塑化。在熔融塑化的过程中挤出机的各个区的熔融塑化的温度见下表1所示，熔融塑化的时间10s-40s，压力为10MPa-30MPa。熔融塑化完成后，通过挤出机模头挤出后水冷拉条造粒，得到产物PBT复合材料。具体水冷的温度范围为30℃-70℃，造粒粒径尺寸2mm-5mm，长度3mm-8mm。
其中，经过步骤一和步骤二加入原料至挤出机中后，在物料进行熔融塑化过程中，物料于挤出机各区主要温度大致设置如下表1所示：
表1：挤出机各区主要温度
所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，主抗氧剂为受阻酚类。本发明中所用的主抗氧剂为BASF生产的1098，辅助抗氧剂为亚磷酸脂类，优选BASF627A，主、辅抗氧剂的配比（重量）一般在1:2-1:3之间，两者搭配使用比单独使用一种效果更佳。
所述偶联剂为硅烷偶联剂，优选为市售KH550、KH560中的一种。
所述润滑剂优选为硅酮润滑剂或市售SEED、PETS、TAF中的一种或几种搭配实用，以达到更佳的效果，无重量份要求。
所述玻璃纤维为无碱短玻璃纤维，优选重庆福彩HP-3或巨石集团的ECS560A。
所述增韧剂为POE-g-MAH。
所述主阻燃剂为溴化聚苯乙烯优选为市售BPS-64HW，所述辅助阻燃剂为市售的三氧化二锑、高岭土、硼酸锌中的一种或几种进行搭配使用，无重量比例搭配要求。
实施例1：
本实施例提供一种高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料，含有重量比分别含有重量比分别为34.9%的PA66树脂、3%的PA6树脂、2%的增韧剂、18%的主阻燃剂、6%的辅助阻燃剂、0.3%的抗氧剂、0.3%的偶联剂、0.5%的润滑剂以及35%的玻璃纤维。
本实施例还提供一种高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料的制备方法，具体包括以下过程：
步骤一：原材料中先将PA66树脂、PA6树脂、增韧剂、主阻燃剂、辅助阻燃剂、抗氧剂、偶联剂、润滑剂同时加入到混料桶中，混合均匀后通过主喂料方式加入到挤出机中；
步骤二：将玻璃纤维按照通过侧喂料方式加入到挤出机中；
步骤三：将挤出机中的物料进行210℃的熔融塑化。熔融塑化完成后，通过挤出机模头挤出后水冷拉条造粒，得到产物高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料。
实施例2：
本实施例提供一种高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料，含有重量比分别为30%的PA66树脂、5%的PA6树脂、3%的增韧剂、22%的主阻燃剂、8%的辅助阻燃剂、0.5%的抗氧剂、0.5%的偶联剂、1%的润滑剂以及30%的玻璃纤维。
本实施例还提供一种高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料的制备方法，具体包括以下过程：
步骤一：原材料中先将PA66树脂、PA6树脂、增韧剂、主阻燃剂、辅助阻燃剂、抗氧剂、偶联剂、润滑剂同时加入到混料桶中，混合均匀后通过主喂料方式加入到挤出机中；
步骤二：将玻璃纤维按照通过侧喂料方式加入到挤出机中；
步骤三：将挤出机中的物料进行230℃的熔融塑化。熔融塑化完成后，通过挤出机模头挤出后水冷拉条造粒，得到产物高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料。
实施例3：
本实施例提供一种高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料，含有重量比分别为40%的PA66树脂、4%的PA6树脂、2.5%的增韧剂、20%的主阻燃剂、7%的辅助阻燃剂、0.4%的抗氧剂、0.4%的偶联剂、0.7%的润滑剂以及25%的玻璃纤维。
本实施例还提供一种高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料的制备方法，具体包括以下过程：
步骤一：原材料中先将PA66树脂、PA6树脂、增韧剂、主阻燃剂、辅助阻燃剂、抗氧剂、偶联剂、润滑剂同时加入到混料桶中，混合均匀后通过主喂料方式加入到挤出机中；
步骤二：将玻璃纤维按照通过侧喂料方式加入到挤出机中；
步骤三：将挤出机中的物料进行250℃的熔融塑化。熔融塑化完成后，通过挤出机模头挤出后水冷拉条造粒，得到产物高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料。
实施例4：
本实施例提供一种高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料，包括重量比分别为38%的PA66树脂、3.2%的PA6树脂、2.2%的增韧剂、19%的主阻燃剂、6.5%的辅助阻燃剂、0.4%的抗氧剂以及30.7%的玻璃纤维。
实施例5：
本实施例提供一种高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料，包括重量比分别为38%的PA66树脂、3.2%的PA6树脂、2.2%的增韧剂、19%的主阻燃剂、6.5%的辅助阻燃剂、0.4%的抗氧剂、0.2%的润滑剂以及30.5%的玻璃纤维。
实施例6：
本实施例提供一种高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料，包括重量比分别为38%的PA66树脂、3.2%的PA6树脂、2.2%的增韧剂、19%的主阻燃剂、6.5%的辅助阻燃剂、0.4%的抗氧剂、0.2%的偶联剂以及30.5%的玻璃纤维。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料，其特征在于，包括重量比分别为30%-40%的PA66树脂、3%-5%的PA6树脂、2%-3%的增韧剂、18%-22%的主阻燃剂、6%-8%的辅助阻燃剂、0.3%-0.5%的抗氧剂以及25%-35%的玻璃纤维。
2.根据权利要求1所述的高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料，其特征在于，还包括重量比为0%-0.5%的偶联剂和0%-1%的润滑剂。
3.根据权利要求1所述的高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料，其特征在于，所述高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料的冲击强度可以达到150J/M以上，拉伸强度可以达到135MPA，弯曲强度可以达到240MPA以上。
4.一种高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将重量比分别为30%-40%的PA66树脂、3%-5%的PA6树脂、2%-3%的增韧剂、18%-22%的主阻燃剂、6%-8%的辅助阻燃剂、0.3%-0.5%的抗氧剂、0%-0.5%的偶联剂以及0%-1%的润滑剂同时加入到混料桶中，将混料桶中的原料混合均匀后加入到挤出机中；
步骤二：将玻璃纤维按照重量比为25%-35%的比例加入到挤出机中；
步骤三：将挤出机中的物料进行熔融塑化，然后通过挤出机模头挤出后水冷拉条造粒，得到产物高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料。
5.根据权利要求4所述的高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，步骤一中将混料桶中的原料混合均匀后通过主喂料方式加入到挤出机中。
6.根据权利要求4所述的高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，步骤二将玻璃纤维通过侧喂料方式加入到挤出机中。
7.根据权利要求4所述的高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，步骤三中熔融塑化的温度为210℃-270℃。
8.根据权利要求7所述的高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，步骤三中熔融塑化的过程中挤出机的各个区的熔融塑化的温度见下表所示：
1区 2区 3区 4区 5区 6区 7区 8区 9区 10区 210℃ 270℃ 270℃ 270℃ 265℃ 265℃ 250℃ 240℃ 230℃ 270℃
9.根据权利要求4所述的高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，步骤三中水冷温度为30℃-70℃。
10.根据权利要求4所述的高灼热丝玻纤增强阻燃尼龙复合材料的制备方法，其特征在于，步骤三中拉条造粒的粒径尺寸为2mm-5mm，长度为3mm-8mm。
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