CN107298853A - 无卤阻燃型聚己内酰胺复合材料的制备方法 - Google Patents

无卤阻燃型聚己内酰胺复合材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107298853A
CN107298853A CN201710539511.4A CN201710539511A CN107298853A CN 107298853 A CN107298853 A CN 107298853A CN 201710539511 A CN201710539511 A CN 201710539511A CN 107298853 A CN107298853 A CN 107298853A
Authority
CN
China
Prior art keywords
retardant
polycaprolactam
composite material
halogen
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710539511.4A
Other languages
English (en)
Inventor
任亮
李中诚
张明耀
牛玲
张成龙
张锐
王立峰
杜帅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changchun University of Technology
Original Assignee
Changchun University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changchun University of Technology filed Critical Changchun University of Technology
Priority to CN201710539511.4A priority Critical patent/CN107298853A/zh
Publication of CN107298853A publication Critical patent/CN107298853A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/5399—Phosphorus bound to nitrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant

Abstract

本发明提供了一种无卤阻燃型聚己内酰胺复合材料的制备方法，其包括如下步骤：将聚己内酰胺树脂与无卤阻燃剂混匀，在200～260℃下进行熔融共混，得到所述无卤阻燃型聚己内酰胺复合材料；其中，所述无卤阻燃剂的制备方法包括如下步骤：将二苯基次磷酰氯与无水哌嗪在溶剂中进行回流反应，即得。本发明具有如下的有益效果：1、通过本发明方法制备的磷氮系无卤阻燃聚己内酰胺复合材料，在燃烧时熔滴量减少，而且燃烧过后会形成致密的残炭，很好的保护了基体材料；2、高效阻燃聚己内酰胺复合材料的应用，可以降低汽车、电子电气、交通运输和航天航空等领域因火灾引起的损失。

Description

无卤阻燃型聚己内酰胺复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种无卤阻燃型聚己内酰胺复合材料的制备方法，属于阻燃材料技术领域。
背景技术
尼龙是被最早也是最广泛应用的工程塑料之一，其中聚己内酰胺是尼龙材料最重要的一种。20世纪30年代由美国杜邦公司开发应用，具有强度高、耐油、耐磨、耐化学腐蚀性等诸多优良性能，广泛应用于汽车制造业、电子工业、航空工业等领域；如今随着各个行业对材料防火安全要求的不断提高以及国家有关政策的相继出台，普通尼龙在阻燃要求较高领域的使用受到一定限制。而且聚己内酰胺作为一种有机高分子材料其自身易燃烧，极限氧指数(LOI)相对较低(一般低于24％)，且燃烧时易滴落，容易引起二次燃烧，因此在应用时需要对聚己内酰胺进行阻燃处理。目前商业化的阻燃尼龙主要是通过向尼龙中添加无机阻燃剂或卤系阻燃剂来实现的虽然这些尼龙材料有较好的阻燃效果，但所用的无机阻燃剂添加量多，对材料的力学性能产生较大的影响，含卤素的阻燃剂容易产生有毒气体对人体造成了严重的危害在发生火灾燃烧时会释放大量烟雾，如具有强腐蚀性、毒性或致癌的卤化氢气体、多溴代二苯二噁英和多溴代二苯并呋喃等物质。在其废料处理时，也会对环境造成二次污染。
发明内容
本发明的目的是解决现有添加无机阻燃剂添加量大成本高，和一些含卤素阻燃剂有毒等技术难点，提供了一种添加量较少，成本较低，阻燃效率高的磷氮膨胀型阻燃剂阻燃聚己内酰胺复合材料的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
第一方面，本发明提供了一种磷氮阻燃剂，其分子结构如式I所示：
系统命名法为：哌嗪-1,4-二基双(二苯基氧化膦)。
第二方面，本发明提供了一种如前述的磷氮阻燃剂的制备方法，是将二苯基次磷酰氯与无水哌嗪在溶剂中进行回流反应，即得。
作为优选方案，所述二苯基次磷酰氯与无水哌嗪的摩尔比为2:1。
作为优选方案，所述回流反应的温度为40～80℃。
第三方面，本发明还提供了一种无卤阻燃型聚己内酰胺复合材料的制备方法，其包括如下步骤：
将聚己内酰胺树脂与前述的磷氮阻燃剂混匀，在200～260℃下进行熔融共混，得到所述无卤阻燃型聚己内酰胺复合材料。
作为优选方案，所述聚己内酰胺树脂与磷氮阻燃剂的重量百分数分别为75～95％和5～25％。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、通过本发明方法制备的磷氮系无卤阻燃聚己内酰胺复合材料，在燃烧时熔滴量减少，而且燃烧过后会形成致密的残炭，很好的保护了基体材料；
2、高效阻燃聚己内酰胺复合材料的应用，可以降低汽车、电子电气、交通运输和航天航空等领域因火灾引起的损失。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明中的磷氮阻燃剂的红外谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明中所使用的聚己内酰胺的可选择德国巴斯夫的B3ZG4、沙伯基础GY6IL或黑龙江尼龙厂的PA6。
本发明中所使用的磷氮阻燃剂的制备方法如下：
将二苯基次磷酰氯与无水哌嗪按照2:1的摩尔比溶于在溶剂中，在40～80℃下进行回流反应，即得。
本发明制备的磷氮阻燃剂的红外谱图如图1所示：
在1261cm-1的波数下存在P＝O的特征峰，在948cm-1的波数下存在P-N的特征峰，在1438cm-1的波数下存在P-Ph的特征峰。
实施例1
本实施例涉及一种阻燃型聚己内酰胺复合材料的制备方法，其包括如下步骤：
将占阻燃聚己内酰胺总质量百分比5％的阻燃剂与占95％的聚己内酰胺，投入混合机中混合均匀，然后将该阻燃剂与聚己内酰胺树脂熔融共混，注带，冷却，切粒后即可得到阻燃等级达UL94V-1(3.2mm)的阻燃聚己内酰胺粒料。
实施例2
本实施例涉及一种阻燃型聚己内酰胺复合材料的制备方法，其包括如下步骤：
将占阻燃聚己内酰胺总质量百分比10％的阻燃剂与占90％的聚己内酰胺，投入混合机中混合均匀，然后将该阻燃剂与聚己内酰胺树脂熔融共混，注带，冷却，切粒后即可得到阻燃等级达UL94V-1(3.2mm)的阻燃聚己内酰胺粒料。
实施例3
本实施例涉及一种阻燃型聚己内酰胺复合材料的制备方法，其包括如下步骤：
将占阻燃聚己内酰胺总质量百分比15％的阻燃剂与占85％的聚己内酰胺，投入混合机中混合均匀，然后将该阻燃剂与聚己内酰胺树脂熔融共混，注带，冷却，切粒后即可得到阻燃等级达UL94V-0(3.2mm)的阻燃聚己内酰胺粒料。
实施例4
本实施例涉及一种阻燃型聚己内酰胺复合材料的制备方法，其包括如下步骤：
将占阻燃聚己内酰胺总质量百分比20％的阻燃剂与占80％的聚己内酰胺，投入混合机中混合均匀，然后将该阻燃剂与聚己内酰胺树脂熔融共混，注带，冷却，切粒后即可得到阻燃等级达UL94V-0(3.2mm)的阻燃聚己内酰胺粒料。
实施例5
本实施例涉及一种阻燃型聚己内酰胺复合材料的制备方法，其包括如下步骤：
将占阻燃聚己内酰胺总质量百分比25％的阻燃剂与占75％的聚己内酰胺，投入混合机中混合均匀，然后将该阻燃剂与聚己内酰胺树脂熔融共混，注带，冷却，切粒后即可得到阻燃等级达UL94V-0(3.2mm)的阻燃聚己内酰胺粒料。
对比例1
将占阻燃聚己内酰胺总质量百分比1％的阻燃剂与占99％的聚己内酰胺，投入混合机中混合均匀，然后将该阻燃剂与聚己内酰胺树脂熔融共混，注带，冷却，切粒后得到阻燃等级为UL94V-2(3.2mm)的阻燃聚己内酰胺粒料。
对比例2
将占阻燃聚己内酰胺总质量百分比3％的阻燃剂与占97％的聚己内酰胺，投入混合机中混合均匀，然后将该阻燃剂与聚己内酰胺树脂熔融共混，注带，冷却，切粒后得到阻燃等级为UL94V-2(3.2mm)的阻燃聚己内酰胺粒料。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种磷氮阻燃剂，其特征在于，分子结构如式I所示：
2.一种如权利要求1所述的磷氮阻燃剂的制备方法，其特征在于，将二苯基次磷酰氯与无水哌嗪在溶剂中进行回流反应，即得。
3.如权利权利要求2所述的磷氮阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述二苯基次磷酰氯与无水哌嗪的摩尔比为2:1。
4.如权利权利要求2所述的磷氮阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述回流反应的温度为40～80℃。
5.一种无卤阻燃型聚己内酰胺复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将聚己内酰胺树脂与权利要求1所述的磷氮阻燃剂混匀，在200～260℃下进行熔融共混，得到所述无卤阻燃型聚己内酰胺复合材料。
6.如权利要求5所述的无卤阻燃型聚己内酰胺复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚己内酰胺树脂与磷氮阻燃剂的重量百分数分别为75～95％和5～25％。
CN201710539511.4A 2017-07-04 2017-07-04 无卤阻燃型聚己内酰胺复合材料的制备方法 Pending CN107298853A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710539511.4A CN107298853A (zh) 2017-07-04 2017-07-04 无卤阻燃型聚己内酰胺复合材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710539511.4A CN107298853A (zh) 2017-07-04 2017-07-04 无卤阻燃型聚己内酰胺复合材料的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107298853A true CN107298853A (zh) 2017-10-27

Family

ID=60135281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710539511.4A Pending CN107298853A (zh) 2017-07-04 2017-07-04 无卤阻燃型聚己内酰胺复合材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107298853A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110760163A (zh) * 2019-11-21 2020-02-07 山东科技大学 一种无卤阻燃环氧树脂组合物及其应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1854194A (zh) * 2005-04-29 2006-11-01 上海日之升新技术发展有限公司 无卤阻燃尼龙6树脂组合物
CN1854189A (zh) * 2005-04-29 2006-11-01 上海日之升新技术发展有限公司 热塑性无卤阻燃增强尼龙6树脂组合物
CN103917587A (zh) * 2011-11-15 2014-07-09 巴斯夫欧洲公司 作为阻燃剂的p-哌嗪化合物

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1854194A (zh) * 2005-04-29 2006-11-01 上海日之升新技术发展有限公司 无卤阻燃尼龙6树脂组合物
CN1854189A (zh) * 2005-04-29 2006-11-01 上海日之升新技术发展有限公司 热塑性无卤阻燃增强尼龙6树脂组合物
CN103917587A (zh) * 2011-11-15 2014-07-09 巴斯夫欧洲公司 作为阻燃剂的p-哌嗪化合物

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KHODAYAR GHOLIVAND ET AL.: ""Synthesis, characterization, crystal structures, QSAR study and antibacterial activities of organotin bisphosphoramidates"", 《JOURNAL OF ORGANOMETALLIC CHEMISTRY》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110760163A (zh) * 2019-11-21 2020-02-07 山东科技大学 一种无卤阻燃环氧树脂组合物及其应用
CN110760163B (zh) * 2019-11-21 2021-05-14 山东科技大学 一种无卤阻燃环氧树脂组合物及其应用
WO2021097949A1 (zh) * 2019-11-21 2021-05-27 山东科技大学 一种无卤阻燃环氧树脂组合物及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fang et al. A bio-based ionic complex with different oxidation states of phosphorus for reducing flammability and smoke release of epoxy resins
Ai et al. Synthesis and flame retardant properties of cyclophosphazene derivatives containing boron
CN102492218B (zh) 一种无卤膨胀型阻燃玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法
CN106633189B (zh) 一种高效耐水性膨胀阻燃剂及其在聚丙烯中的应用
Makhlouf et al. A novel intumescent flame retardant: synthesis and its application for linear low-density polyethylene
Qu et al. A novel intumescent flame retardant and smoke suppression system for flexible PVC
Dong et al. Phytic acid doped polyaniline-coupled g-C3N4 nanosheets for synergizing with APP promoting fire safety and waterproof performance of epoxy composites
Miao et al. New flame retardant epoxy resins based on cyclophosphazene-derived curing agents
CN107474247B (zh) 一种磷氮协效水溶性高分子阻燃剂的制备方法
Zhong et al. Synergistic effects and flame-retardant mechanism of aluminum diethyl phosphinate in combination with melamine polyphosphate and aluminum oxide in epoxy resin
Chen et al. Synthesis and application of a triazine derivative containing boron as flame retardant in epoxy resins
Wu et al. Flame retardant property of novel intumescent flame retardant rigid polyurethane foams
CN104910504A (zh) 一种无卤低烟阻燃耐低温橡胶护套料及其制备方法
CN105623256A (zh) 一种高韧性锑系复配阻燃尼龙材料及其制备方法
CN111635618B (zh) 一种基于磷腈的有机金属配合物阻燃环氧树脂及其制备方法
CN105418967B (zh) 作为阻燃剂和抑燃剂增效剂的有机材料
CN111848893A (zh) 一种磷氮膨胀型阻燃剂及其制备和在聚乳酸中的应用
CN107298853A (zh) 无卤阻燃型聚己内酰胺复合材料的制备方法
CN103910844A (zh) 一种无卤低烟阻燃型硬质聚氨酯泡沫材料及其制备方法
Zhang et al. A novel coating of hyperbranched poly (urethane-phosphine oxide) for poly (methyl methacrylate) with high fire safety, excellent adhesion and transparency
Mu et al. Synergistic effect of intumescent flame retardant and zinc borate on linear low‐density polyethylene
CN105623102A (zh) 一种含三嗪环的无卤膨胀型阻燃聚丙烯及制备方法
CN115558181B (zh) 一种阻燃母粒及其制备方法与应用
Sun et al. Effects of melamine cyanurate and aluminum hypophosphite on the flame retardancy of high-impact polystyrene
CN103881182A (zh) 用于聚乙烯管的阻燃抗静电母粒及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20171027