CN107892810A - 一种低挥发阻燃的聚酰胺复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低挥发阻燃的聚酰胺复合材料，包括以下质量份数的原料：50‑70份的PA6、5‑10份的低挥发纳米阻燃剂、20‑30份的增强母粒、3‑8份的POE增韧剂、0.1‑0.3份的抗氧剂；本发明的聚酰胺复合材料具有优异的力学性能，可行性大，价格低廉，具有较低的挥发特性，效果显著，可替代工程塑料应用于水泵、汽车等要求高流动性、高性能的领域。

Description

一种低挥发阻燃的聚酰胺复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种低挥发阻燃的聚酰胺复合材料及其制备方法。
背景技术
尼龙是聚酰胺的统称，是五大通用工程塑料中产量最大、品种最多、应用最广、综合性能最优良的挤出树脂。尼龙的阻燃方式包括：溴素阻燃、磷阻燃、磷氮阻燃等等。每个阻燃方式各有利弊。
溴素阻燃，因为现在各个国家对溴元素的限制，越来越难以使用，特别是在食品类的材料中，更加难以使用；磷阻燃剂，因为磷加热后会有PH3气体溢出，导致污染；磷氮系阻燃剂，分解温度较低，同时不稳定，很难使用。
纳米阻燃技术，随着材料要求的不断提升，越来越广泛的被人们采用，不仅可以解决抗拉强度的各向异性大，制品易变形，连续使用温度低，蠕变性能大，不耐长期载荷，流动性较差，难于满足大件制品的成型注塑等问题。作为工程塑料使用，其物理性能和机械性能还能够进一步的提高，满足需求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种低挥发阻燃的聚酰胺复合材料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种低挥发阻燃的聚酰胺复合材料，包括以下按质量份数计的原料：50-70份的PA6、5-10份的低挥发纳米阻燃母粒、20-30份的增强母粒、3-8份的POE增韧剂、0.1-0.3份的抗氧剂。
优选地，所述低挥发纳米阻燃母粒包括以下按质量份数计的原料：5-10份的PA6、85-90份纳米阻燃复合材料，2-5份的EVA，1-3份的硅烷偶联剂。
优选地，所述硅烷偶联剂为KH550。
进一步优选地，所述纳米阻燃复合材料包括以下按质量份数计的原料：70-80份的红磷粉、10-15份的勃姆石、5-10份的纳米凹凸棒、10-15份的EVA。
优选地，所述勃姆石粒度为10000-15000目。
更优选地，所述纳米阻燃复合材料通过以下步骤制备得到：
①将勃姆石与纳米凹凸棒置于搅拌机中，加入EVA，边搅拌边慢慢加热至60-80℃；
②将偶联剂加入乙醇中，加入搅拌30min；
③将步骤②中的溶液加入步骤①中，继续搅拌至均匀，将PA6、红磷粉加入搅拌机中，继续搅拌10-20min后，降温、冷却，即可。
将步骤③中加入置于挤出机中熔融挤出，熔融挤出温度为140-175摄氏度
优选地，所述增强母粒包括以下按质量份数计的原料：30-70份的玻纤粉，30-70份的硅灰石粉，2-5份的偶联剂，1-5份的硅酮粉，1-5份的POE,5-15份的EVA。优选地，所述偶联剂为KH560。
进一步优选地，所述硅灰石的细度为200-400目，长径比为45-60:1。
进一步优选地，所述玻纤粉的细度在10-20微米；长度为6-15mm.。
更优选地，所述增强母粒通过以下方法制备得到：
①将玻纤粉和硅灰石粉置于高速搅拌机中，加热至90-110℃，慢慢将偶联剂喷入搅拌机中，搅拌10-15min；
②将硅酮粉加入经过步骤①处理后的高速搅拌机，搅拌1-5min；
③降温至30-50℃，将POE加入经过步骤②处理后的高速搅拌机，高速搅拌3-5min,继续将EVA加入，慢慢升温至70-80℃后，继续搅拌8-12min后，冷却降温至室温、出料。
④将步骤③中加入置于挤出机中熔融挤出，熔融挤出温度为230-255摄氏度.
优选地，所述抗氧剂选自受阻酚抗氧剂和亚磷酸酯抗氧剂中的至少一种。
上述低挥发阻燃的聚酰胺复合材料的制备方法，包括以下步骤：将PA6、低挥发纳米阻燃母粒、增强母粒、POE增韧剂、抗氧剂混合均匀，然后置于挤出机中熔融挤出即可。
优选地，熔融挤出的温度为220-250℃，螺杆转速为450-500转/min，螺杆长径比为44:1。
本发明的有益效果：
本发明的聚酰胺复合材料具有优异的力学性能，其具有低挥发、阻燃和增强的特性可替代普通的工程塑料应于水泵、家具等要求高流动性、高性能的领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
所述低挥发纳米阻燃母粒由以下方法制备得到：
①10份的勃姆石与5份的纳米凹凸棒置于搅拌机中，加入10份的EVA，边搅拌边慢慢加热至70℃；
②将1份的偶联剂加入3份乙醇中，加入搅拌30min；
③将步骤②中的溶液加入步骤①中，继续搅拌至均匀，将80份的红磷粉加入搅拌机中，继续搅拌15min后，降温、冷却，得到纳米阻燃复合材料；
④将5份的PA6、85份的上述纳米阻燃复合材料、3份的EVA和2份的硅烷偶联剂KH550混合均匀后，置于挤出机中熔融挤出，熔融挤出温度为140-175摄氏度，得到所述低挥发纳米阻燃剂。
实施例2
所述低挥发纳米阻燃母粒由以下方法制备得到：
①15份的勃姆石与10份的纳米凹凸棒置于搅拌机中，加入15份的EVA，边搅拌边慢慢加热至70℃；
②将1份的偶联剂加入3份乙醇中，加入搅拌30min；
③将步骤②中的溶液加入步骤①中，继续搅拌至均匀，将70份的红磷粉加入搅拌机中，继续搅拌15min后，降温、冷却，得到纳米阻燃复合材料；
④将10份的PA6、90份的上述纳米阻燃复合材料、3份的EVA和2份的硅烷偶联剂KH550混合均匀后，置于挤出机中熔融挤出，熔融挤出温度为145-175摄氏度，得到所述低挥发纳米阻燃剂。
实施例3
所述增强母粒通过以下方法制备得到：
①将50份的玻纤粉和50份的硅灰石粉置于高速搅拌机中，加热至100℃，慢慢将2份的偶联剂KH560喷入搅拌机中，搅拌10-15min；
②将2份的硅酮粉加入经过步骤①处理后的高速搅拌机，搅拌1min；
③降温至40℃，将3份的POE加入经过步骤②处理后的高速搅拌机，高速搅拌5min,继续加入10份的EVA，慢慢升温至70℃后，继续搅拌10min后，冷却降温至室温、出料。
实施例4
一种低挥发阻燃的聚酰胺复合材料，包括以下按质量份数计的原料：
上述低挥发阻燃的聚酰胺复合材料的制备方法，
将PA6、低挥发纳米阻燃母粒、增强母粒、POE和抗氧剂1010混合均匀，然后置于挤出机中熔融挤出即可，其中熔融挤出的温度为220-250℃，螺杆转速为500转/min，螺杆长径比为44:1。
实施例5
一种低挥发阻燃的聚酰胺复合材料，包括以下按质量份数计的原料：
所述低挥发阻燃的聚酰胺复合材料的制备方法如实施例4。
实施例6
一种低挥发阻燃的聚酰胺复合材料，包括以下按质量份数计的原料：
所述低挥发阻燃的聚酰胺复合材料的制备方法如实施例4。
实施例7
一种低挥发阻燃的聚酰胺复合材料，包括以下按质量份数计的原料：
所述低挥发阻燃的聚酰胺复合材料的制备方法如实施例4。
对实施例4-7的聚酰胺复合材料进行测试，性能结果如下表1所示：
表1实施例4-7制成的复合材料的性能结果
性能/实例 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7
拉伸强度(Mpa) 120 131 110 127
缺口冲击强度(FT/LB.in) 2.1 2.8 2.6 2.9
弯曲强度(Mpa) 160 179 143 168
流动指数(g/10min) 9 13 13 14
气体挥发量(PH3) 55 19 9 16

Claims (9)

1.一种低挥发阻燃的聚酰胺复合材料，其特征在于，包括以下按质量份数计的原料：50-70份的PA6、5-10份的低挥发纳米阻燃母粒、20-30份的增强母粒、3-8份的POE增韧剂、0.1-0.3份的抗氧剂。
2.根据权利要求1所述的一种低挥发阻燃的聚酰胺复合材料，其特征在于，所述低挥发纳米阻燃母粒包括以下按质量份数计的原料：5-10份的PA6、85-90份纳米阻燃复合材料，2-5份的EVA，1-3份的硅烷偶联剂。
3.根据权利要求2所述的一种低挥发阻燃的聚酰胺复合材料，其特征在于，所述纳米阻燃复合材料包括以下按质量份数计的原料：5-10份的PA6、70-80份的红磷粉、10-15份的勃姆石、5-10份的纳米凹凸棒、10-15份的EVA，1-2份硅烷偶联剂。
4.根据权利要求3所述的一种低挥发阻燃的聚酰胺复合材料，其特征在于，所述低挥发纳米阻燃母粒通过以下步骤制备得到：
①将勃姆石与纳米凹凸棒置于搅拌机中，加入EVA，边搅拌边慢慢加热至60-80℃；
②将1份硅烷偶联剂加入3份乙醇中，以1-2R/S速度搅拌30min；
③将步骤②中的溶液加入步骤①中，继续搅拌至均匀，将PA6、红磷粉加入搅拌机中，继续搅拌10-20min后；降温、冷却，即可，搅拌速度为每秒5-7转。
④将步骤③中加入置于挤出机中熔融挤出，熔融挤出温度为140-175摄氏度。
5.根据权利要求1所述的一种低挥发阻燃的聚酰胺复合材料，其特征在于，所述增强母粒包括以下按质量份数计的原料：30-70份的玻纤粉，30-70份的硅灰石粉，2-5份的偶联剂，1-5份的硅酮粉，1-5份的POE,5-15份的EVA。
6.根据权利要求5所述的一种低挥发阻燃的聚酰胺复合材料，其特征在于，所述硅灰石细度为200-400目；长径比为45-60:1。
7.根据权利要求5所述的一种低挥发阻燃的聚酰胺复合材料，其特征在于，所述玻纤粉的细度在10-20微米；长度为6-15mm。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的低挥发阻燃的聚酰胺复合材料，其特征在于，所述增强母粒通过以下方法制备得到：
①将玻纤粉和硅灰石粉置于高速搅拌机中，加热至90-110℃，慢慢将偶联剂喷入搅拌机中，搅拌10-15min；
②将硅酮粉加入经过步骤①处理后的高速搅拌机，搅拌1-5min；
③降温至30-50℃，将POE加入经过步骤②处理后的高速搅拌机，高速搅拌3-5min,继续将EVA加入，慢慢升温至70-80℃后，继续搅拌8-12min后，冷却降温至室温、出料。在步骤①②③中，搅拌速度为150转/分钟。
④将步骤③中加入置于挤出机中熔融挤出，熔融挤出温度为230-255摄氏度。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的低挥发阻燃的聚酰胺复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将PA6、低挥发纳米阻燃母粒、增强母粒、POE增韧剂、抗氧剂混合均匀，然后置于挤出机中熔融挤出即可。
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