CN105670282A - 高阻燃无卤非增强聚酰胺材料及其制备方法 - Google Patents

高阻燃无卤非增强聚酰胺材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高阻燃无卤非增强聚酰胺材料及其制备方法，其特征在于：包含如下重量份的各组分：PA：68-87份；相容性增韧剂：0~3份；抗氧剂：0.2~2份；有机硅润滑剂：0.1~1份；无卤阻燃剂：12~22份；抗滴落剂：0.1~0.2份；MCA：1~4份；色母：0.5~1.5份。本发明提供的一种高阻燃无卤非增强聚酰胺材料及其制备方法，材料机械性能保持率高，阻燃效果好，漏电起痕指数优异；方法操作简单，成本低廉，生产效益高，各方面机械性能高且稳定，非常适合工业化生产，不仅可以延长材料的使用寿命，还能减小对环境的污染。

Description

高阻燃无卤非增强聚酰胺材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高阻燃无卤非增强聚酰胺材料及其制备方法，属于高分子材料及加工技术领域。
背景技术
聚酰胺树脂(PA)具有耐磨、质坚、耐寒、无毒、耐腐蚀、易成型、易染色等优异的特性。近些年由于二噁英问题，部分溴系阻燃剂已被欧盟RoHS指令禁止使用。随着全球倡导人类与生态环境的和谐可持续发展，国际环保立法的日趋严格，开发高效化、无卤的PA阻燃技术成为亟待解决的问题。
现有的改性无卤非增强聚酰胺材料的方法阻燃等级很难达到0.8mm5VA，同时会影响灼热丝温度及CTI值。
发明内容
本发明解决的技术问题是，提供一种机械性能保持率高，阻燃效果好及具有优异的漏电起痕指数(CTI值)，安全无毒的高阻燃无卤非增强聚酰胺材料；进一步地，本发明提供一种安全无毒，操作简单，成本低廉，生产效益高，各方面机械性能高且稳定的高阻燃无卤非增强聚酰胺材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
高阻燃无卤非增强聚酰胺材料，其特征在于：包含如下重量份的各组分：PA：68-87份；相容性增韧剂：0～5份；抗氧剂：0.2～2份；有机硅润滑剂：0.1～1份；无卤阻燃剂：12～22份；抗滴落剂：0.1～0.2份；MCA：1～4份；色母：0.5～1.5份。
所述PA包括PA6和PA66中的一种或两种混合。
所述PA6和PA66的粘度范围均为2.4～2.8Pa.s。
所述无卤阻燃剂包括磷酸盐类化合物；所述磷酸盐类化合物的白度≧92，分解温度≧330℃。
所述相容性增韧剂包括马来酸酐接枝POE和马来酸酐接枝EPDM中的一种或两种按比例混合制成，所述马来酸酐接枝POE和马来酸酐接枝EPDM的重量份均为0～5份；马来酸酐的接枝率为0.8～1.0。
所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，所述主抗氧剂包括0.1～1重量份的受阻酚类抗氧剂，所述辅抗氧剂包括0.1～1重量份的亚磷酸酯类协效抗氧剂。
所述抗滴落剂包括包覆型聚四氟乙烯类化合物。
所述MCA包括表面活性处理的氮系阻燃剂。所述色母包括无载体苯胺黑色母。
高阻燃无卤非增强聚酰胺材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、准备原料：将PA、相容性增韧剂、抗氧剂、有机硅润滑剂、无卤阻燃剂、抗滴落剂、MCA和色母按(68-87)：(0～5)：(0.2～2)：(0.1～1)：(12～22)：(0.1～0.2)：(1～4)：(0.5～1.5)的重量比混合搅拌均匀；
S2、挤出：将S1中准备好的原料加入到双螺杆挤出机内一起高温挤出、冷却、牵引和切粒，挤出温度为235～265℃，得到高阻燃无卤非增强聚酰胺材料。
本发明提供的一种高阻燃无卤非增强聚酰胺材料及其制备方法，通过配合使用如下组分：PA、无卤阻燃剂、相容性增韧剂、抗氧剂、润滑剂、MCA、苯胺黑色母和抗滴落剂，并且合理选择特定的重量，使高阻燃无卤非增强聚酰胺材料在保持较高机械性能的同时，能够有效地使其产品达到高阻燃、高CTI要求，并能做到无卤、无红磷的环保阻燃。将该材料应用于电子电器等零部件时，能够有效地达到其产品阻燃性能高，耐CTI值高等标准。另外，本发明高阻燃无卤非增强聚酰胺材料的制备方法，操作简单，成本低廉，生产效益高，各方面机械性能高且稳定，非常适合工业化生产，不仅可以延长材料的使用寿命，还能减小对环境的污染，所制备的高阻燃无卤非增强聚酰胺材料具有优异的机械性能和CTI值。
具体实施方式
结合以下具体实施例，对本发明作进一步的详细说明，以下实例仅是说明性的，本发明的保护内容不局限于此。
实施例1：
高阻燃无卤非增强聚酰胺材料，由以下重量份的组分组成：68份聚酰胺PA6，0.2份抗氧剂(包括0.1份受阻酚类抗氧剂和0.1份亚磷酸酯类协效抗氧剂)，0.1份有机硅润滑剂，12份无卤阻燃剂，0.1抗滴落剂，4份MCA和0.5份无载体苯胺黑色母。
高阻燃无卤非增强聚酰胺材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将上述重量份的聚酰胺PA6、无卤阻燃剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类协效抗氧剂、有机硅润滑剂、MCA、无载体苯胺黑色母和抗滴落剂混合搅拌均匀；
S2、将S1得到的混合物加入到双螺杆挤出机内，双螺杆挤出机温度共设9段，第一和第二段挤出温度在245℃，其它几段温度在235℃；主机转速控制在400转/min，最后挤出、冷却、牵引、切粒，即得到高阻燃无卤非增强聚酰胺材料。
得到的材料在鼓风机干燥烘箱115℃干燥2～4小时，然后注塑成型制备测试样条和制品。
实施例2：
高阻燃无卤非增强聚酰胺材料，由以下重量份的组分组成：77份PA，1份马来酸酐接枝POE，1份马来酸酐接枝EPDM，1份抗氧剂(包括0.5份受阻酚类抗氧剂和0.5份亚磷酸酯类协效抗氧剂)，0.5份有机硅润滑剂，17份无卤阻燃剂，0.15抗滴落剂，2份MCA和1份无载体苯胺黑色母。
高阻燃无卤非增强聚酰胺材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将上述重量份的聚酰胺PA、马来酸酐接枝POE、马来酸接枝EPDM、无卤阻燃剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类协效抗氧剂、有机硅润滑剂、MCA、无载体苯胺黑色母和抗滴落剂混合搅拌均匀；
S2、将S1得到的混合物加入到双螺杆挤出机内，双螺杆挤出机温度共设9段，第一和第二段挤出温度在250℃，其它几段温度在235℃；主机转速控制在380转/min，最后挤出、冷却、牵引、切粒，即得到高阻燃无卤非增强聚酰胺材料。
材料在鼓风机干燥烘箱115℃干燥2～4小时，然后注塑成型制备测试样条和制品。
实施例3：
高阻燃无卤非增强聚酰胺材料，由以下重量份的组分组成：87份PA，2份马来酸酐接枝POE，3份马来酸酐接枝EPDM，2份抗氧剂(包括1份受阻酚类抗氧剂和1份亚磷酸酯类协效抗氧剂)，1份有机硅润滑剂，22份无卤阻燃剂，0.2份抗滴落剂，1份MCA，1.5份无载体苯胺黑色母。
高阻燃无卤非增强聚酰胺材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将上述重量份的聚酰胺PA、马来酸酐接枝POE、马来酸接枝EPDM、无卤阻燃剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类协效抗氧剂、有机硅润滑剂、MCA、无载体苯胺黑色母和抗滴落剂混合搅拌均匀；
S2、将S1得到的混合物加入到双螺杆挤出机内，双螺杆挤出机温度共设9段，第一和第二段挤出温度在265℃，其它几段温度在235℃；主机转速控制在380转/min，最后挤出、冷却、牵引、切粒，即得到高阻燃无卤非增强聚酰胺材料。
材料在鼓风机干燥烘箱115℃干燥2～4小时，然后注塑成型制备测试样条和制品。
性能测试：
通过以下方法测试和评价实施例中组合物的性能：
(1)、拉伸强度：按ASTMD-638标准方法测试；
(2)、弯曲强度：按ASTMD-790标准方法测试；
(3)、弯曲模量：按ASTMD-790标准方法测试；
(4)、Izod缺口冲击强度：按ASTMD-256标准方法测试；
(5)、阻燃:UL94；
(6)、CTI。
表1为实施例1-3所制备的高阻燃无卤非增强聚酰胺材料的性能测试结果
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3
拉伸强度MPa 65 62 60
弯曲强度MPa 120 120 118
弯曲模量MPa 2600 2550 2500
缺口冲击强度KJ/㎡ 6 10 12
阻燃0.8MM 5VA 5VA 5VA
灼热丝℃ 960 960 960
CTI(V) 500 500 500
从表1可以看出，本发明的高阻燃无卤非增强聚酰胺材料在保持较高机械性能的同时，能够有效地解决其产品高阻燃、高CTI要求，并能做到无卤、无红磷的环保阻燃。另外，本发明高阻燃无卤非增强聚酰胺材料的制备方法，操作简单，成本低廉，生产效益高，各方面机械性能高且稳定，非常适合工业化生产，不仅可以延长材料的使用寿命，还能减小对环境的污染，所制备的高阻燃无卤非增强聚酰胺材料具有优异的机械性能和CTI值。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.高阻燃无卤非增强聚酰胺材料，其特征在于：包含如下重量份的各组分：PA：68-87份；相容性增韧剂：0～5份；抗氧剂：0.2～2份；有机硅润滑剂：0.1～1份；无卤阻燃剂：12～22份；抗滴落剂：0.1～0.2份；MCA：1～4份；色母：0.5～1.5份。
2.根据权利要求1所述的高阻燃无卤非增强聚酰胺材料，其特征在于：所述PA包括PA6和PA66中的一种或两种混合。
3.根据权利要求2所述的高阻燃无卤非增强聚酰胺材料，其特征在于：所述PA6和PA66的粘度范围均为2.4～2.8Pa.s。
4.根据权利要求1所述的高阻燃无卤非增强聚酰胺材料，其特征在于：所述无卤阻燃剂包括磷酸盐类化合物；所述磷酸盐类化合物的白度≧92，分解温度≧330℃。
5.根据权利要求1所述的高阻燃无卤非增强聚酰胺材料，其特征在于：所述相容性增韧剂包括马来酸酐接枝POE和马来酸酐接枝EPDM中的一种或两种按比例混合制成，所述马来酸酐接枝POE和马来酸酐接枝EPDM的重量份均为0～5份；马来酸酐的接枝率为0.8～1.0。
6.根据权利要求1所述的高阻燃无卤非增强聚酰胺材料，其特征在于：所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，所述主抗氧剂包括0.1～1重量份的受阻酚类抗氧剂，所述辅抗氧剂包括0.1～1重量份的亚磷酸酯类协效抗氧剂。
7.根据权利要求1所述的高阻燃无卤非增强聚酰胺材料，其特征在于：所述抗滴落剂包括包覆型聚四氟乙烯类化合物。
8.根据权利要求1所述的高阻燃无卤非增强聚酰胺材料，其特征在于：所述MCA包括表面活性处理的氮系阻燃剂。
9.根据权利要求1所述的高阻燃无卤非增强聚酰胺材料，其特征在于：所述色母包括无载体苯胺黑色母。
10.根据权利要求1～9任一项所述的高阻燃无卤非增强聚酰胺材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、准备原料：将PA、相容性增韧剂、抗氧剂、有机硅润滑剂、无卤阻燃剂、抗滴落剂、MCA和色母按(68-87)：(0～5)：(0.2～2)：(0.1～1)：(12～22)：(0.1～0.2)：(1～4)：(0.5～1.5)的重量比混合搅拌均匀；
S2、挤出：将S1中准备好的原料加入到双螺杆挤出机内一起高温挤出、冷却、牵引和切粒，挤出温度为235～265℃，得到高阻燃无卤非增强聚酰胺材料。
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