CN105754326A - 一种复合协效阻燃pa6复合材料及其制备方法 - Google Patents

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关琦
杨小燕
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Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域的一种复合协效阻燃PA6复合材料及其制备方法。所述PA6复合材料由以下原料组成：PA6、主阻燃剂、阻燃协效剂、增强剂、偶联剂及润滑分散剂，其制备方法将上述原料按一定配比放入高速混合机中混合5～10min，得到混合物，增强剂从侧喂料口加入，然后控制双螺杆挤出机的加工温度为210～245℃,螺杆转速200～650转/min,将混合物置于双螺杆挤出机中挤出，即得到复合协效阻燃PA6复合材料。本发明制备的PA6复合材料垂直燃烧性能达到UL94 V-0级，缺口冲击强度达到15.61 KJ/m2,拉伸强度达到94.62 MPa，不仅能满足材料的阻燃性能，而且具有环保、低烟、无毒、力学性能优良等优点。

Description

一种复合协效阻燃PA6复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及阻燃PA6复合材料的制备。特别是一种复合协效阻燃PA6复合材料的制备方法。
背景技术
聚酰胺(通常称为Nylon，英文缩写为PA)，是五大通用工程塑料中产量最大、
品种最多、用途最广泛、综合性能优良的一类树脂。在众多尼龙品种中，PA6、PA66的产量和消耗量最大，约占聚酰胺总量的90%以上。尼龙的应用之所以能居五大工程塑料之首，主要是其集诸多优异性能于一身，在力学性能、化学性能、热性能等方面有突出的特点。但是尼龙也有明显的缺点，如吸水性较强，因此带来制品的尺寸稳定性较差，并且阻燃性能较差（极限氧指数只有22左右），一定程度上限制了其在更多领域的应用。因此，需要对尼龙阻燃性能进行改性以使其应用范围更广泛。
目前，阻燃PA行业内采用如下三种体系：（1）、添加卤素阻燃剂和无机阻燃剂，如Sb2O3;(2)、采用有机磷、有机含氮、有机含硅体系；（3）、无机阻燃体系。但无论采用上述哪种体系，由于阻燃剂的加入，体系的力学性能下降很大，特别是材料的冲击性能影响很大。
众所周知，玻璃纤维、石棉纤维、碳纤维等是近年来研究比较多的增强材料，通过该类材料与阻燃剂体系的复配，不仅使材料垂直燃烧性能达到V-0级，而且使材料的力学性能受到的影响很小。
发明内容
本发明的目的在于提出一种复合协效阻燃PA6复合材料，旨在克服阻燃剂添加量对材料力学性能的影响，使制备出的复合材料垂直燃烧性能达到UL94V-0级，缺口冲击强度达到15.6KJ/m2，拉伸强度达到88.56MPa，不仅能满足材料的阻燃性能，而且具有环保、低烟、无毒、力学性能优良等优点。
为实现上述如上述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：
一种复合协效阻燃PA6复合材料，其特征在于：其组分及重量份数分别为：
PA645～65份
主阻燃剂10～25份
阻燃协效剂2.5～6.5份
增强剂25～38份
偶联剂0.1～0.4份
润滑分散剂0.2～0.5份
优选地，所述PA6为普通注射级树脂，PA6的树脂粘度为2.0～3.5Pa·s；
优选地，所述主阻燃剂为微胶囊红磷、聚溴苯；
优选地，所述微胶囊红磷制备方法具体为：利用三聚氰胺-甲醛树脂包覆得到，其中，微胶囊红磷粒径为0.5-35um，热分解温度达到396℃；
优选地，所述阻燃协效剂为Sb2O3；
优选地，所述增强剂为短切玻璃纤维，长度为3-8mm；
优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550；
优选地，所述润滑分散剂为硅酮。
本发明所涉及的一种复合协效阻燃PA6复合材料的制备方法如下：
（1）按以下组分及重量份数备料
PA645～65份
主阻燃剂10～25份
阻燃协效剂2.5～6.5份
增强剂25～38份
偶联剂0.1～0.4份
润滑分散剂0.2～0.5份
（2）将上述原料按一定配比放入高速混合机中混合5～10min，得到混合物，增强剂从侧喂料口加入，然后控制双螺杆挤出机的加工温度为210～245℃,螺杆转速200～650转/min,将混合物置于双螺杆挤出机中挤出，即得到复合协效阻燃PA6复合材料。
本发明与现有技术相比，其优点在于：
（1）主阻燃剂与阻燃协效剂的协效作用使PA6复合材料垂直燃烧性能达到UL94V-0级，而短切玻璃纤维的加入又保证复合材料的力学性能影响减小；
（2）偶联剂的加入提高了玻璃纤维在混合物中的分散性，有利于改善复合材料的力学性能，使该材料的缺口冲击强度达到15.61KJ/m2,拉伸强度达到94.62MPa。
附图说明
图1为本发明一种复合协效阻燃PA6复合材料制备工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明涉及复合协效阻燃PA6复合材料及其制备方法，通过如下步骤实现：
实施例1：
（1）按以下组分及重量份数备料：
PA645份
微胶囊红磷25份
Sb2O32份
短切玻璃纤维30份
偶联剂KH5500.2份
硅酮0.2份
（2）将上述原料放入高速混合机中混合5～10min，得到混合物，增强剂从侧喂料口加入，然后控制双螺杆挤出机的加工温度为210～245℃,螺杆转速200～650转/min,将混合物置于双螺杆挤出机中挤出，即得到复合协效阻燃PA6复合材料。
实施例2：
（1）按以下组分及重量份数备料：
PA655份
聚溴苯20份
Sb2O36.5份
短切玻璃纤维25份
偶联剂KH5500.4份
硅酮0.5份
（2）将上述原料放入高速混合机中混合5～10min，得到混合物，增强剂从侧喂料口加入，然后控制双螺杆挤出机的加工温度为210～245℃,螺杆转速200～650转/min,将混合物置于双螺杆挤出机中挤出，即得到复合协效阻燃PA6复合材料。
实施例3：
（1）按以下组分及重量份数备料：
PA660份
微胶囊红磷14份
Sb2O35份
短切玻璃纤维30份
偶联剂KH5500.2份
硅酮0.2份
（2）将上述原料放入高速混合机中混合5～10min，得到混合物，增强剂从侧喂料口加入，然后控制双螺杆挤出机的加工温度为210～245℃,螺杆转速200～650转/min,将混合物置于双螺杆挤出机中挤出，即得到复合协效阻燃PA6复合材料。
实施例4：
（1）按以下组分及重量份数备料：
PA652份
聚溴苯20份
Sb2O32.5份
短切玻璃纤维38份
偶联剂KH5500.1份
硅酮0.3份
（2）将上述原料放入高速混合机中混合5～10min，得到混合物，增强剂从侧喂料口加入，然后控制双螺杆挤出机的加工温度为210～245℃,螺杆转速200～650转/min,将混合物置于双螺杆挤出机中挤出，即得到复合协效阻燃PA6复合材料。
表1PA6复合材料的阻燃性能与力学性能
样品 阻燃性能 拉伸强度（MPa） 缺口冲击强度（KJ/m2）
纯PA6 V-2 87.56 14.52
实施例1 V-0 93.06 15.62
实施例2 V-0 91.15 14.93
实施例3 V-0 94.62 15.61
实施例4 V-0 89.79 14.87
由表1可以看出，实施例1-4制备的复合材料的阻燃性能都能达到UL94V-0级别，特别是微胶囊红磷为主阻燃剂、Sb2O3为辅阻燃剂与短切玻璃纤维复配，不仅使该复合材料的阻燃性能能满足UL94V-0级别，而且力学性能有所增长。
虽然已经用优选实施例详述了本发明，然而其并非用于限定本发明。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，应当可以作出各种修改与变更。因此本发明的保护范围应当视为所附的权力要求书所限定的范围。

Claims (4)

1.一种复合协效阻燃PA6复合材料及其制备方法，其特征在于，所述复合材料由以下重量份数的各组分组成：
PA645～65份
主阻燃剂10～25份
阻燃协效剂2.5～6.5份
增强剂25～38份
偶联剂0.1～0.4份
润滑分散剂0.2～0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种复合协效阻燃PA6复合材料及其制备方法，其特征在于，所述的主阻燃剂为微胶囊红磷、聚溴苯。
3.根据权利要求1所述的一种复合协效阻燃PA6复合材料及其制备方法，其特征在于，所述的阻燃协效剂Sb2O3。
4.根据权利要求1所述的一种复合协效阻燃PA6复合材料及其制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
（1）按以下组分及重量份数备料
PA645～65份
主阻燃剂10～25份
阻燃协效剂2.5～6.5份
增强剂25～38份
偶联剂0.1～0.4份
润滑分散剂0.2～0.5份
（2）将上述原料按一定配比放入高速混合机中混合5～10min，得到混合物，增强剂从侧喂料口加入，然后控制双螺杆挤出机的加工温度为210～245℃,螺杆转速200～650转/min,将混合物置于双螺杆挤出机中挤出，即得到复合协效阻燃PA6复合材料。
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