CN106280422A - 一种低气味阻燃尼龙6复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低气味阻燃尼龙6复合材料，包括以下重量份的原料：尼龙6：40‑70份；玻璃纤维：25‑35份；阻燃剂：15‑25份；抗氧剂：0.2‑2.0份；润滑剂：0.5‑2.0份；色母粒：1.0‑3.0份；增韧剂：1‑2份；去味剂：0.5份。其制作工艺简单、生产方便，不仅阻燃效果好，且能够满足气味等级要求小于等于3级的使用环境，市场前景广阔。此外，本发明还提供了该低气味阻燃尼龙6复合材料的制备方法。

Description

一种低气味阻燃尼龙6复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种尼龙复合材料，具体涉及一种低气味阻燃尼龙6复合材料及其制备方法。
背景技术
阻燃尼龙6由于阻燃效果好，被广泛应用于高铁波纹管、接线柱、连接器、接插件、接插件风扇、线圈轴、继电器、传感器、中央电器板、大功率断路器、配电盘、插座、开关装置、插头、电路板、车灯外壳、电视机外壳、电动工具配件等产品上。阻燃尼龙6的制备主要是依靠在尼龙6中通过物理方法添加阻燃剂而制得，这种方法能制备出阻燃性能较好的阻燃尼龙6材料。其阻燃剂按有效元素分类，可分为磷系、氯系、溴系和锑基、铝基、硼基阻燃剂等。其中溴系阻燃剂因成本低、效果好被广泛使用，但是，溴系阻燃剂因气味大，而无法应用于汽车行业内饰件等对气味性有严格要求的配件领域；因此，寻找一种低气味阻燃尼龙6复合材料是解决该技术的关键。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种低气味阻燃尼龙6复合材料及其制备方法，其制作工艺简单、生产方便，不仅阻燃效果好，且能够满足气味等级要求小于等于3级的使用环境，市场前景广阔。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
技术方案一：
一种低气味阻燃尼龙6复合材料，包括以下重量份的原料：
进一步的，所述阻燃剂包括磷酸盐、聚磷酸三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐中的一种或几种。
更进一步的，所述磷酸盐包括甲基乙基次膦酸铝、二乙基次膦酸铝、次磷酸钠、多聚磷酸钾和焦磷酸铵中的一种或几种。
进一步的，所述抗氧剂包括N，N’-1，6-亚已基-双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺]、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯和双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或几种。
进一步的，所述润滑剂包括硅酮粉、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸钙、乙撑双硬脂肪酸酰胺、氧化聚乙烯蜡、褐煤蜡中的一种或几种。
进一步的，所述增韧剂包括聚乙烯辛烯共聚弹性体-马来酸酐共聚物、三元乙丙橡胶-马来酸酐共聚物和聚苯乙烯-乙烯-丁烯-聚苯乙烯-马来酸酐共聚物中的一种或几种。
更进一步的，包括以下重量份的原料：
技术方案二：
一种低气味阻燃尼龙6复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤一、先将尼龙6放置于100℃的烘箱中干燥3-4小时，使其含水率小于1‰；然后按比例称取尼龙6、增韧剂、抗氧剂、润滑剂、阻燃剂、色母粒和去味剂，并将其一起加入高速搅拌机中搅拌混合至均匀，得混合物；
步骤二、将步骤一所得混合物和玻璃纤维分别通过主喂料和侧喂料加入到长径比为40∶1的双螺杆挤出机中，主机的转速600r/min，加工温度240-280℃，真空压力控制在0.06-0.08MPa，熔融混炼后挤出拉条、切粒、包装，即得。
技术方案三：
一种低气味阻燃尼龙6复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤一、先将尼龙6放置于100℃的烘箱中干燥3-4小时，使其含水率小于1‰；然后按比例称取各原料，取尼龙6总重量的1/5与阻燃剂聚磷酸三聚氰胺和阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐混合均匀，挤出造粒，得阻燃剂颗粒；然后将剩余的尼龙6、制好的阻燃剂颗粒、已经称取好的增韧剂、抗氧剂、阻燃剂多聚磷酸钾、润滑剂、色母粒和去味剂一起加入高速搅拌机中，搅拌混合至均匀，得混合物；
步骤二、将步骤一所得混合物和30kg玻璃纤维分别通过主喂料和侧喂料加入到长径比为40∶1的双螺杆挤出机中，主机的转速600r/min，加工温度240-280℃，真空压力控制在0.06-0.08MPa，熔融混炼后挤出拉条、切粒、包装，即得。
与现有技术相比，本发明所取得的有益效果如下：
本发明采用无卤阻燃剂磷酸盐、聚磷酸三聚氰胺(MPP)、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)中的一种或几种作为阻燃剂来制备尼龙6复合材料，尤其以磷酸盐与聚磷酸三聚氰胺(MPP)和/或三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)复配而成的复合阻燃剂，能够很大程度上降低阻燃剂的用量，并提高阻燃效果，且本发明所采用的阻燃剂成分中不含有卤素元素，气味小，能够满足使用时气味等级小于等于3，达到了对气味性有严格要求的汽车行业内饰件等配件领域的要求。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行进一步详细的叙述。
实施例1
步骤一、先将再生尼龙6(相对粘度2.7)放置于100℃的烘箱中干燥3-4小时，使其含水率小于1‰；然后称取50kg干燥后的尼龙6、1.5kg乙烯辛烯共聚弹性体-马来酸酐共聚物(增韧剂)、0.25kg N，N’-1，6-亚已基-双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺](抗氧剂)、0.25kg三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂)、15kg三聚氰胺氰尿酸盐(阻燃剂)、1.5kg硅酮粉(润滑剂)、6kg聚磷酸三聚氰胺(阻燃剂)、2kg黑色母、0.5kg去味剂、1.0kg双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(抗氧剂)、并将其一起加入高速搅拌机中搅拌混合至均匀，得混合物；
步骤二、将步骤一所得混合物和30kg无碱短切玻璃纤维分别通过主喂料和侧喂料加入到长径比为40∶1的双螺杆挤出机中，主机的转速600r/min，加工温度260℃，真空压力控制在0.07MPa，熔融混炼后挤出拉条、切粒、包装，即得。
实施例2
步骤一、先将再生尼龙6(相对粘度2.7)放置于100℃的烘箱中干燥3-4小时，使其含水率小于1‰；然后称取50kg干燥后的尼龙6、1.5kg乙烯辛烯共聚弹性体-马来酸酐共聚物(增韧剂)、0.25kg N，N’-1，6-亚己基-双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺](抗氧剂)、0.25kg三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂)、10kg三聚氰胺氰尿酸盐(阻燃剂)、1.5kg硅酮粉(润滑剂)、5kg聚磷酸三聚氰胺(阻燃剂)、5kg次磷酸钠(阻燃剂)、2kg黑色母、0.5kg去味剂、1.0kg双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(抗氧剂)、并将其一起加入高速搅拌机中搅拌混合至均匀，得混合物；
步骤二、将步骤一所得混合物和30kg无碱短切玻璃纤维分别通过主喂料和侧喂料加入到长径比为40∶1的双螺杆挤出机中，主机的转速600r/min，加工温度260℃，真空压力控制在0.07MPa，熔融混炼后挤出拉条、切粒、包装，即得。
实施例3
步骤一、先将再生尼龙6(相对粘度2.7)放置于100℃的烘箱中干燥3-4小时，使其含水率小于1‰；然后称取50kg干燥后的尼龙6、1.5kg乙烯辛烯共聚弹性体-马来酸酐共聚物(增韧剂)、0.25kg N，N’-1，6-亚己基-双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺](抗氧剂)、0.25kg三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂)、5kg三聚氰胺氰尿酸盐(阻燃剂)、1.5kg硅酮粉(润滑剂)、5kg聚磷酸三聚氰胺(阻燃剂)、5kg多聚磷酸钾、2kg黑色母、0.5kg去味剂、1.0kg双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(抗氧剂)、并将其一起加入高速搅拌机中搅拌混合至均匀，得混合物；
步骤二、将步骤一所得混合物和30kg无碱短切玻璃纤维分别通过主喂料和侧喂料加入到长径比为40∶1的双螺杆挤出机中，主机的转速600r/min，加工温度260℃，真空压力控制在0.07MPa，熔融混炼后挤出拉条、切粒、包装，即得。
实施例4
步骤一、先将再生尼龙6(相对粘度2.7)放置于100℃的烘箱中干燥3-4小时，使其含水率小于1‰；然后称取50kg干燥后的尼龙6、1.5kg乙烯辛烯共聚弹性体-马来酸酐共聚物(增韧剂)、0.25kg N，N’-1，6-亚已基-双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺](抗氧剂)、0.25kg三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂)、5kg MCA(阻燃剂)、1.5kg硅酮粉(润滑剂)、5kg聚磷酸三聚氰胺(阻燃剂)、5kg多聚磷酸钾(阻燃剂)、2kg黑色母、0.5kg去味剂、1.0kg双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(抗氧剂)后，先将10kg干燥后的尼龙6与5kg三聚氰胺氰尿酸盐(阻燃剂)和5kg聚磷酸三聚氰胺(阻燃剂)混合均匀，挤出造粒，得阻燃剂颗粒；然后将剩余的40kg尼龙6、制好的阻燃剂颗粒以及其余已称量好的乙烯辛烯共聚弹性体-马来酸酐共聚物(增韧剂)、N，N’-1，6-亚已基-双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺](抗氧剂)、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂)、硅酮粉(润滑剂)、多聚磷酸钾(阻燃剂)、黑色母、去味剂、双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(抗氧剂)一起加入高速搅拌机中搅拌混合至均匀，得混合物；
步骤二、将步骤一所得混合物和30kg无碱短切玻璃纤维分别通过主喂料和侧喂料加入到长径比为40∶1的双螺杆挤出机中，主机的转速600r/min，加工温度260℃，真空压力控制在0.07MPa，熔融混炼后挤出拉条、切粒、包装，即得。
结果：
按照ISO标准分别对实施例1～4制得的尼龙6复合材料进行阻燃性能和气味等级测试，实施例1～4均符合要求；其中以实施例4制得的尼龙6复合材料在拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、灰分、洛氏硬度、缺口冲击强度、热变形温度等方面的综合性能与实施例1～3相比最优。
以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种低气味阻燃尼龙6复合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：
2.根据权利要求1所述的一种低气味阻燃尼龙6复合材料，其特征在于，所述阻燃剂包括磷酸盐、聚磷酸三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的一种低气味阻燃尼龙6复合材料，其特征在于，所述磷酸盐包括甲基乙基次膦酸铝、二乙基次膦酸铝、次磷酸钠、多聚磷酸钾和焦磷酸铵中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种低气味阻燃尼龙6复合材料，其特征在于，所述抗氧剂包括N，N’-1，6-亚已基-双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺]、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯和双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种低气味阻燃尼龙6复合材料，其特征在于，所述润滑剂包括硅酮粉、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸钙、乙撑双硬脂肪酸酰胺、氧化聚乙烯蜡、褐煤蜡中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种低气味阻燃尼龙6复合材料，其特征在于，所述增韧剂包括聚乙烯辛烯共聚弹性体-马来酸酐共聚物、三元乙丙橡胶-马来酸酐共聚物和聚苯乙烯-乙烯-丁烯-聚苯乙烯-马来酸酐共聚物中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种低气味阻燃尼龙6复合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：
8.一种如权利要求1～7中任一项所述的低气味阻燃尼龙6复合材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤一、先将尼龙6放置于100℃的烘箱中干燥3-4小时，使其含水率小于1‰；然后按比例称取尼龙6、增韧剂、抗氧剂、润滑剂、阻燃剂、色母粒和去味剂，并将其一起加入高速搅拌机中搅拌混合至均匀，得混合物；
步骤二、将步骤一所得混合物和玻璃纤维分别通过主喂料和侧喂料加入到长径比为40∶1的双螺杆挤出机中，主机的转速600r/min，加工温度240-280℃，真空压力控制在0.06-0.08MPa，熔融混炼后挤出拉条、切粒、包装，即得。
9.一种如权利要求7所述的低气味阻燃尼龙6复合材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤一、先将尼龙6放置于100℃的烘箱中干燥3-4小时，使其含水率小于1‰；然后按比例称取各原料，取尼龙6总重量的1/5与阻燃剂聚磷酸三聚氰胺和阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐混合均匀，挤出造粒，得阻燃剂颗粒；然后将剩余的尼龙6、制好的阻燃剂颗粒、已经称取好的增韧剂、抗氧剂、阻燃剂多聚磷酸钾、润滑剂、色母粒和去味剂一起加入高速搅拌机中，搅拌混合至均匀，得混合物；
步骤二、将步骤一所得混合物和30kg玻璃纤维分别通过主喂料和侧喂料加入到长径比为40∶1的双螺杆挤出机中，主机的转速600r/min，加工温度240-280℃，真空压力控制在0.06-0.08MPa，熔融混炼后挤出拉条、切粒、包装，即得。
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