CN106380835A - 一种高cti阻燃尼龙6矿物填充复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高CTI阻燃尼龙6矿物填充复合材料及其制备方法，本发明的复合材料由以下重量份原料制成：尼龙6：30~60，矿粉：5~30，玻璃纤维：0~25，阻燃剂：0~12，加工助剂：0.5~2。本发明中，在双螺杆熔融剪切作用下，实现多组分共混。本发明复合材料具有良好的阻燃性能及优异的CTI等综合性能，并可一次熔融挤出制备，方法简单，易于操作，适用于工业化生产，在低压电子外壳、家庭及工业电器开关领域具有广阔的应用前景。

Description

一种高CTI阻燃尼龙6矿物填充复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及工程塑料领域，具体涉及高CTI阻燃尼龙6矿物填充复合材料及其制备方法的改进发明。
背景技术
由于尼龙6（PA6）具有优异的综合性能，比如良好的电绝缘性能、耐老化性能好、机械减振能力好、良好的滑动性、优异的耐磨性、机械加工性能好、用于精密有效控制时、无蠕动现象、抗磨性能良好、尺寸稳定性好，因此，PA6在家用电子电器、日常用品及工业中得到广泛的应用，成为工程塑料中应用最广的品种。为了满足更多领域的应用需求，需要对PA6进行改性处理。比如，填充玻璃纤维可以有效的提高PA6的耐热性及强度并降低其产品收缩率；加入增韧剂可以改善PA6的抗冲击性能；填充抗静电/导电助剂可以避免PA6产品产生静电；填充导热填料可以有效的提高PA6的导热率。本发明旨在制备一种高CTI阻燃尼龙6矿物填充复合材料及其制备方法，以满足其在低压电器电源开关等领域的更为安全广泛地应用。
发明内容
为了满足其在低压电器外壳领域、家用及工业用电源开关等领域不断发展的要求，本发明制备了一种性能优异的高CTI阻燃尼龙6矿物填充复合材料及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案来实现的：该种高CTI阻燃尼龙6矿物填充复合材料，其特征在于，由以下重量份原料制成：尼龙6：30~60，矿粉：5~30，玻璃纤维：0~25，阻燃剂：0~12，加工助剂：0.5~2。
所述矿粉为凹凸棒土、蛭石中的一种或两种矿物材料的混合物，其目数为800目。
作为优选，所述玻璃纤维为直径为5-20um的无碱长玻璃纤维。
作为优选，所述阻燃剂为MCA、氢氧化镁、APP、季戊四醇、红磷中的一种或两种以上。
作为优选，所述的加工助剂为抗氧剂、紫外光稳定剂、分散剂、润滑剂、偶联剂中的一种或两种以上。
本发明的高CTI阻燃尼龙6矿物填充复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：先将尼龙6加入到高速混合机中在100~110℃下进行干燥处理30分钟，然后加入矿粉材料及阻燃剂并混合均匀，再加入加工助剂并混合均匀，其中玻璃纤维采用侧喂料，最后利用双螺杆挤出机熔融挤出、拉条、风冷、造粒，得到高CTI阻燃尼龙6矿物填充复合材料粒子。
作为优选，所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为35:1~48:1，熔融共混的温度为200℃~250℃。
本发明所制备的高CTI阻燃尼龙6矿物填充复合材料及其制备方法，与现有技术相比具有如下突出优势：
一、本发明制备的高CTI阻燃尼龙6矿物填充复合材料，在熔融剪切作用下，能够均匀混合，并且保持矿粉的良好分散，相比于其他矿物填充材料，其力学性能优异，且具有非常优异的耐漏电起痕性能，CTI值可以达到600伏以上。
二、本发明制备的高CTI阻燃尼龙6矿物填充复合材料，必须选用少量玻璃纤维进行增强，玻璃纤维对矿物填料的分布具有一定的导向作用，更易形成完整的绝缘覆盖。另外，矿物填充可以显著提高PA6复合材料的热变形温度、强度及模量，并降低PA6复合材料的收缩率及翘曲性。
三、本发明高CTI阻燃尼龙6矿物填充复合材料的制备方法，采用现有设备双螺杆挤出机即可实施，可一次挤出制备，方法简单，易于操作，适用于工业化生产，具备广阔的应用前景。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案以及有效效果更加清楚，以下通过实施例和对比例进一步描述本发明，但本发明并不限于这些实施例。
本发明的高CTI阻燃尼龙6矿物填充复合材料，其特征在于，由以下重量份原料制成：尼龙6：30~60，矿粉：5~30，玻璃纤维：0~25，阻燃剂：0~12，加工助剂：0.5~2。
所述矿粉为凹凸棒土、蛭石中的一种或两种矿物材料的混合物，其目数为800目。所述玻璃纤维为直径为5-20um的无碱长玻璃纤维。所述阻燃剂为MCA、氢氧化镁、APP、季戊四醇、红磷中的一种或两种以上。所述的加工助剂为抗氧剂、紫外光稳定剂、分散剂、润滑剂、偶联剂中的一种或两种以上。
本发明的高CTI阻燃尼龙6矿物填充复合材料的制备方法，包括以下步骤：先将尼龙6加入到高速混合机中在100~110℃下进行干燥处理30分钟，然后加入矿粉材料及阻燃剂并混合均匀，再加入加工助剂并混合均匀，其中玻璃纤维采用侧喂料，最后利用双螺杆挤出机熔融挤出、拉条、风冷、造粒，得到高CTI阻燃尼龙6矿物填充复合材料粒子。所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为35:1~48:1，熔融共混的温度为200℃~250℃。
实施例1
重量份原料配方如下：
尼龙6：57，凹凸棒土：5，短玻璃纤维：25，MCA：12，加工助剂 1.0。
称取以下重量的原料：
尼龙6（杜邦7304 NC010）5.7Kg，凹凸棒土0.5Kg，短玻璃纤维（重庆国际，310HP）2.5Kg，MCA阻燃剂（四川精细化工研究院，410）1.2Kg，加工助剂0.1Kg。
制备过程如下：
先将尼龙6加入到高速混合机中在100~110℃下进行干燥处理30分钟，然后加入矿粉材料及阻燃剂并混合均匀，再加入其他加工助剂并混合均匀，其中玻璃纤维采用侧喂料，最后利用双螺杆挤出机熔融挤出、拉条、风冷、造粒，高CTI阻燃尼龙6矿物填充复合材料粒子。所述的双螺杆挤出机的螺杆长径比为40:1，熔融共混的温度为200℃~250℃。
实施例2
重量份原料配方如下：
尼龙6 ：57，凹凸棒土：10，短玻璃纤维：20，MCA ：12，加工助剂 1.0。
称取以下重量的原料：
尼龙6（杜邦7304 NC010）5.7Kg，凹凸棒土1.0Kg，短玻璃纤维（重庆国际，310HP）2.0Kg，MCA阻燃剂（四川精细化工研究院，410）1.2Kg，加工助剂0.1Kg。
制备过程如实施例1所述。
实施例3
重量份原料配方如下：
尼龙：57，凹凸棒土：15，短玻璃纤维：15，MCA：12，加工助剂1.0。
称取以下重量的原料：
尼龙6（杜邦7304 NC010）5.7Kg，凹凸棒土1.5Kg，短玻璃纤维（重庆国际，310HP）1.5Kg，MCA阻燃剂（四川精细化工研究院，410）1.2Kg，加工助剂0.1Kg。
制备过程如实施例1所述。
实施例4
重量份原料配方如下：
尼龙6：57，凹凸棒土：20，短玻璃纤维：10，MCA：12，加工助剂 1.0。
称取以下重量的原料：
尼龙6（杜邦7304 NC010）5.7Kg，凹凸棒土2.0Kg，短玻璃纤维（重庆国际，310HP）1.0Kg，MCA阻燃剂（四川精细化工研究院，410）1.2Kg，加工助剂0.1Kg。
制备过程如实施例1所述。
实施例5
重量份原料配方如下：
尼龙6：57，凹凸棒土：25，短玻璃纤维：5，MCA：12，加工助剂 1.0。
称取以下重量的原料：
尼龙6（杜邦7304 NC010）5.7Kg，凹凸棒土2.5Kg，短玻璃纤维（重庆国际，310HP）0.5Kg，MCA阻燃剂（四川精细化工研究院，410）1.2Kg，加工助剂0.1Kg。
制备过程如实施例1所述。
实施例6
重量份原料配方如下：
尼龙6：57，凹凸棒土：30，短玻璃纤维：0，MCA：12，加工助剂 1.0。
称取以下重量的原料：
尼龙6（杜邦7304 NC010）5.7Kg，凹凸棒土3.0Kg，短玻璃纤维（重庆国际，310HP）0Kg，MCA阻燃剂（四川精细化工研究院，410）1.2Kg，加工助剂0.1Kg。
制备过程如实施例1所述。
对比例1
重量份原料配方如下：
尼龙6 ：99，加工助剂1.0。
称取以下重量的原料：
尼龙6（杜邦7304 NC010）9.9Kg，加工助剂0.1Kg。
制备过程如实施例1所述。
对比例2
重量份原料配方如下：
尼龙6：87，MCA：12，加工助剂：1.0。
称取以下重量的原料：
尼龙6（杜邦7304 NC010）8.7Kg，MCA阻燃剂（四川精细化工研究院，410）1.2Kg，加工助剂0.1Kg。
制备过程如实施例1所述。
对比例3
重量份原料配方如下：
尼龙6 ：57，短玻璃纤维：30，MCA：12，加工助剂 1.0。
称取以下重量的原料：
尼龙6（杜邦7304 NC010）5.7Kg，短玻璃纤维（重庆国际，310HP）3.0Kg，MCA阻燃剂（四川精细化工研究院，410）1.2Kg，加工助剂0.1Kg。
制备过程如实施例1所述。
对实施例1~6和对比例1~3分别进行拉伸性能测试（GB/T1040-92）、弯曲性能测试（GB/T9341-2008）、热变形温度测试（GB/T 2423.2-2001）和CTI测试（GB/T 4207-2003），结果如表1所示。
表1 实施例与对比例的力学性能对比
上述的实施例是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。本领域的技术人员可以不经过创造性的对上述实施例做出修改并应用到其他领域，因此，本发明不仅仅限于上述实施例，本领域的技术人员受到本发明的启示而做出的改进和修改均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高CTI阻燃尼龙6矿物填充复合材料，其特征在于，由以下重量份原料制成：尼龙6：30~60，矿粉：5~30，玻璃纤维：0~25，阻燃剂：0~12，加工助剂：0.5~2。
2.根据权利要求1所述的高CTI阻燃尼龙6矿物填充复合材料，其特征在于，所述矿粉为凹凸棒土、蛭石中的一种或两种矿物材料的混合物，其目数为800目。
3.根据权利要求1所述的高CTI阻燃尼龙6矿物填充复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维为直径为5-20um的无碱长玻璃纤维。
4.根据权利要求1所述的一种高CTI阻燃尼龙6矿物填充复合材料，其特征在于，所述阻燃剂为MCA、氢氧化镁、APP、季戊四醇、红磷中的一种或两种以上。
5.根据权利要求1所述的一种高CTI阻燃尼龙6矿物填充复合材料，其特征在于，所述的加工助剂为抗氧剂、紫外光稳定剂、分散剂、润滑剂、偶联剂中的一种或两种以上。
6.根据权利要求1所述的高CTI阻燃尼龙6矿物填充复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：先将尼龙6加入到高速混合机中在100~110℃下进行干燥处理30分钟，然后加入矿粉材料及阻燃剂并混合均匀，再加入加工助剂并混合均匀，其中玻璃纤维采用侧喂料，最后利用双螺杆挤出机熔融挤出、拉条、风冷、造粒，得到高CTI阻燃尼龙6矿物填充复合材料粒子。
7.根据权利要求6所述的高CTI阻燃尼龙6矿物填充复合材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为35:1~48:1，熔融共混的温度为200℃~250℃。
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