CN106519653B - 一种阻燃聚酰胺及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型的高效阻燃聚酰胺，其是通过熔融共混法制备获得；具体是在聚酰胺树脂中单独采用磷杂菲衍生物或烷基次磷酸盐或磷杂菲衍生物/烷基次磷酸盐复配阻燃剂，并加入抗氧剂与无机纤维在一定条件下熔融共混，将该共混物通过注塑或模压成型加工成的新型阻燃聚酰胺材料具有良好的阻燃性能，该阻燃体系能够在较少的阻燃剂添加量下，明显提高聚酰胺的极限氧指数，改善燃烧时的熔滴问题，且燃烧后产生致密炭层；制得的产品可用在电子、电气和通讯等方面。

Description

一种阻燃聚酰胺及其制备方法
技术领域
本发明属于阻燃聚酰胺的材料加工技术领域，涉及一种阻燃聚酰胺及其制备方法，这种磷杂菲衍生物/烷基次磷酸盐协同阻燃聚酰胺，是通过熔融共混法制备获得。
背景技术
聚酰胺工程塑料具有耐磨性好、断裂强度高、染色性好、耐高温等优点，因此在电子、电气、通讯和家电业的应用十分广泛。然而未经过阻燃改性的聚酰胺材料是一种易燃烧的材料，特别是加入纤维增强的聚酰胺，由于“烛芯”效应，极限氧指数仅为23％左右，且垂直燃烧无级别，燃烧过程中生成了大量的熔滴，导致火焰的传播，并伴随有大量浓烟产生，因此在应用时需要对聚酰胺进行阻燃处理。
目前应用于聚酰胺中的阻燃剂有：次磷酸类的磷系阻燃剂，如专利申请CN101796135A、CN101821336A；氮系阻燃剂，如专利申请CN105111735A、CN104292818A；卤系阻燃剂，如专利申请CN105385149A、CN104693792A；无机阻燃剂，如专利申请CN101497741B、CN104877229A等。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种阻燃聚酰胺及其制备方法，在聚酰胺基体中单独采用磷杂菲衍生物或烷基次磷酸盐或磷杂菲衍生物/烷基次磷酸盐复配阻燃剂，并加入抗氧剂与无机纤维在一定条件下熔融共混，将该共混物熔融加工成的新型阻燃聚酰胺材料具有良好的阻燃性能，能够明显提高聚酰胺的极限氧指数，且改善燃烧时的熔滴问题。
本发明的阻燃聚酰胺即磷杂菲衍生物/烷基次磷酸盐协同阻燃聚酰胺的制备过程如下，包括两个步骤：
第一步，按照质量百分比，将5％-40％磷杂菲衍生物或烷基次磷酸盐或磷杂菲衍生物/烷基次磷酸盐协同阻燃剂、40％-80％聚酰胺树脂、10％-50％无机纤维、0.1％-0.3％抗氧剂，在高速搅拌机里面混合均匀后，再在双螺杆或密炼机中，在温度为240℃-285℃、转速为20rpm-50rpm条件下熔融共混；第二步，将第一步得到的共混物通过熔融注塑或模压成型的方法，在温度240℃-285℃、压力为30MPa-70MPa制备阻燃聚酰胺材料。
通过本发明制得的磷杂菲衍生物/烷基次磷酸盐协同阻燃的新型阻燃聚酰胺材料的极限氧指数显著提高，在燃烧时不产生熔滴，燃烧后形成致密完整的残炭；在本发明中磷杂菲衍生物/烷基次磷酸盐协同阻燃剂添加量仅为14wt％，极限氧指数已达到36.8％，UL94阻燃级别达到V-0级，该阻燃体系具有添加量少，阻燃效果好的优点；将磷杂菲衍生物与烷基次磷酸盐复配阻燃聚酰胺在已经公开的材料中未报道过。
上述技术方案中，优选的，所述的磷杂菲衍生物为：二-(1-DOPO-4-羟基)-二苯甲酮(2DOPO-PhOH)，其结构式：
优选的，所述烷基次磷酸盐为二乙基次磷酸铝、二丙基次磷酸铝、异丁基次磷酸铝、二辛基次磷酸铝中的一种或几种。
具体实施方式
实施例1
将聚酰胺树脂、2DOPO-PhOH、无机纤维、抗氧剂按照一定比例混合，各组分的含量百分比如表1，在密炼机温度为275℃，转子转速为50rpm条件下熔融共混，共混物用压片机温度为275℃、压力为60MPa下模压成型，获得的阻燃聚酰胺材料的极限氧指数为26.4％，UL94阻燃级别为NR。
实施例2
将聚酰胺树脂、2DOPO-PhOH、无机纤维、抗氧剂按照一定比例混合，各组分的含量百分比如表1，在密炼机温度为275℃，转子转速为50rpm条件下熔融共混，共混物用压片机温度为275℃、压力为60MPa下模压成型，获得的阻燃聚酰胺材料的极限氧指数为29.1％，UL94阻燃级别为V-1。
实施例3
将聚酰胺树脂、2DOPO-PhOH、二乙基次磷酸铝、无机纤维、抗氧剂按照一定比例混合，各组分的含量百分比如表1，在密炼机温度为270℃，转子转速为40rpm条件下熔融共混，共混物用压片机温度为270℃、压力为50MPa下模压成型，获得的阻燃聚酰胺材料的极限氧指数为36.8％，UL94阻燃级别为V-0。
实施例4
将聚酰胺树脂、2DOPO-PhOH、二丙基次磷酸铝、无机纤维、抗氧剂按照一定比例混合，各组分的含量百分比如表1，在密炼机温度为270℃，转子转速为40rpm条件下熔融共混，共混物用压片机温度为270℃、压力为50MPa下模压成型，获得的阻燃聚酰胺材料的极限氧指数为32.5％，UL94阻燃级别为V-0。
实施例5
将聚酰胺树脂、2DOPO-PhOH、二乙基次磷酸铝、无机纤维、抗氧剂按照一定比例混合，各组分的含量百分比如表1，在密炼机温度为275℃，转子转速为40rpm条件下熔融共混，共混物用压片机温度为275℃、压力为50MPa下模压成型，获得的阻燃聚酰胺材料的极限氧指数为35.4％，UL94阻燃级别为V-0。
实施例6
将聚酰胺树脂、2DOPO-PhOH、二丙基次磷酸铝、无机纤维、抗氧剂按照一定比例混合，各组分的含量百分比如表1，在密炼机温度为275℃，转子转速为40rpm条件下熔融共混，共混物用压片机温度为275℃、压力为50MPa下模压成型，获得的阻燃聚酰胺材料的极限氧指数为33.2％，UL94阻燃级别为V-0。
实施例7
将聚酰胺树脂、2DOPO-PhOH、二乙基次磷酸铝、异丁基次磷酸铝、无机纤维、抗氧剂按照一定比例混合，各组分的含量百分比如表1，在密炼机温度为270℃，转子转速为40rpm条件下熔融共混，共混物用压片机温度为270℃、压力为50MPa下模压成型，获得的阻燃聚酰胺材料的极限氧指数为31.8％，UL94阻燃级别为V-0。
实施例8
将聚酰胺树脂、2DOPO-PhOH、二辛基次磷酸铝、二丙基次磷酸铝、无机纤维、抗氧剂按照一定比例混合，各组分的含量百分比如表1，在密炼机温度为270℃，转子转速为40rpm条件下熔融共混，共混物用压片机温度为270℃、压力为50MPa下模压成型，获得的阻燃聚酰胺材料的极限氧指数为25.8％，UL94阻燃级别为V-0。
表1阻燃聚酰胺的组分含量百分比
以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，凡在本发明的精神和原则以内，所做的任何修改，改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种阻燃聚酰胺的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)按照质量百分比，将5％-40％磷杂菲衍生物2DOPO-PhOH/烷基次磷酸盐协同阻燃剂、40％-80％聚酰胺树脂、10％-50％无机纤维、0.1％-0.3％抗氧剂，在高速搅拌机里面混合均匀后，再在双螺杆或密炼机中，在温度为240℃-285℃、转速为20rpm-50rpm条件下熔融共混；
2)将上步得到的共混物通过熔融注塑或模压成型的方法，在温度240℃-285℃、压力为30MPa-70MPa制备阻燃聚酰胺材料，获得阻燃聚酰胺；
所述的2DOPO-PhOH其结构式为：
2.根据权利要求1所述的阻燃聚酰胺的制备方法，其特征在于，所述的烷基次磷酸盐为二乙基次磷酸铝、二丙基次磷酸铝、异丁基次磷酸铝、二辛基次磷酸铝中的一种或几种。
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DOPO基环氧预聚物的合成及其扩链阻燃尼龙6的研究;郑丽君;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;20150115(第01期);B016-180

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