CN109705567A - 一种高灼热丝阻燃pa6材料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高灼热丝阻燃PA6材料，其由以下重量百分数的原料组成：PA6树脂66.5‑73％，阻燃剂25‑28％，增韧剂0‑3％，流动剂0.5‑1％，黑色母1.5％。将各组分在高混机中混合1‑2分钟后加入双螺杆挤出机中挤出造粒，即得。本发明的高灼热丝阻燃PA6材料满足欧盟IEC60695标准中的800℃灼热丝无人看管电器要求，具有全自动注塑成型、胶口不发白、高性价比和高CTI特点，可用于电子电气和家电，尤其适用于空调压缩机罩。

Description

一种高灼热丝阻燃PA6材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种高灼热丝阻燃PA6材料及其制备方法和应用。

背景技术

尼龙PA树脂广泛应用于家电、电子电器、工业电力工程、高铁和汽车行业，工业电力工程、家电和电子电器较多使用阻燃尼龙制备塑胶件，包括电机的各式线圈、空调的压缩机罩和电器开关等。阻燃尼龙材料凭借优良的阻燃性能、卓越的机械力学性能、突出的电气绝缘性能、良好的耐热稳定性、产品研发灵活性和成本可控性使得阻燃尼龙材料成为许多领域的优质材料。

增强阻燃尼龙，包括玻纤、碳纤增强阻燃尼龙技术成熟，不管是无卤或是有卤阻燃，都有合适的阻燃剂，达到1.6mmV0要求，另一方面非增强阻燃尼龙，大部分是MCA阻燃尼龙，但有滴落，也可以达到V0，还有MPP，有机次磷酸盐，二乙基次磷酸铝，聚磷酸铵等无卤阻燃尼龙，国家发明专利[CN201711306022.0]提供了一种低成本高性能无卤阻燃尼龙材料，使用MPP和无机粉体复配，获得非增强阻燃V0尼龙材料，国家发明专利[CN201510674124.2]提供了MCA和MP复配的阻燃剂添加量少的非增强无卤阻燃尼龙。另外涉及到灼热丝的非增强阻燃尼龙，国家发明专利[CN201310236197.4]利用多种无卤阻燃剂复配，包括MPP，聚磷酸铵、红磷、MCA，次磷酸盐、三聚氰胺、硅酮、成炭剂和灼热丝起燃温度增强剂提供了一种高灼热丝起燃温度阻燃尼龙材料，国家发明专利[CN201711192202.0]也提供了一种GWIT825度非增强阻燃尼龙，也是有机次磷酸盐、聚磷酸铵、和MCA、硼酸锌、蒙脱土、滑石粉和硫酸钡。国家发明专利[CN201810004004.5]也采用MCA制备出高灼热丝点燃温度的阻燃PA6材料。

以上专利非增强无卤阻燃尼龙使用硼酸锌、MCA、MPP，在黑色制品中就会出现胶口发白，尤其现在厂家采用全自动注塑成型，胶口窄小或点胶口，胶口发白无法避免，这是因为硼酸锌、MCA、MPP与尼龙相容性较差。作者实验得出一种有机次磷酸盐类阻燃剂和MCA复配胶口不发白，但灼热丝起燃温度低于700℃。

既然无卤阻燃尼龙没有办法解决胶口发白和高灼热丝起燃温度，那就转向溴系阻燃尼龙。国家发明专利[CN108250741A]也采用硼酸锌代替三氧化二锑耐腐蚀和提高CTI，文中有句话讲明溴锑阻燃剂在加工及注塑过程中容易产生三溴化锑等瓦斯气体，由此可见高灼热丝温度下溴锑产生瓦斯气体起燃。那么高GWIT的阻燃尼龙一定要替代锑，硼酸锌能完全替代锑阻燃也行，但是制件胶口发白。国家发明专利[CN102796367A]在增强阻燃尼龙中用氧化铝代替50-70％的锑，国家发明专利[CN101845153A]在增强阻燃尼龙中采用LHX-999无机阻燃剂50％代替锑。非增强阻燃尼龙中阻燃剂加入量更多，阻燃更难，这就要求协效剂与溴高效协同，不然添加量大，阻燃1.6mmV0也很难达标。本专利通过不断筛选锑的替代品，优化阻燃剂配方，找到了90-100％代替锑的与溴高效协同的无机阻燃剂，价格只有锑的四分之一，制备出高灼热丝阻燃尼龙，并且给出了三氧化二锑添加量对材料灼热丝起燃温度的影响。

发明内容

本发明提供一种高灼热丝阻燃PA6材料及其制备方法，其能够克服现有技术的材料在黑色制品中胶口发白的问题，并且符合高灼热丝GWIT750℃-850℃。

本发明解决上述技术问题的方案如下：

一种高灼热丝阻燃PA6材料，其由以下重量百分数的原料组成：PA6树脂66.5-73％，阻燃剂25-28％，增韧剂0-3％，流动剂0.5-1％，黑色母1.5％。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

具体的，所述阻燃剂由主阻燃剂和协效阻燃剂混合而成，主阻燃剂为溴化聚苯乙烯，十溴二苯乙烷中的一种或两种混合物；所述协效阻燃剂为三氧化二锑和无机阻燃剂中的任意一种或两种的混合物。为混合情况时，主阻燃剂和协效阻燃剂的重量比例为18:7-10。

上述技术方案所提供的高灼热丝阻燃PA6材料，基于由主阻燃剂和协效阻燃剂混合得到的阻燃剂，可获得与溴高效协效的阻燃性能，锑的替代率高达90％。

优选的，所述PA6为中粘尼龙或低粘尼龙中的任意一种或两种的混合物。

优选的，所述无机阻燃剂中各组分的重量百分比为45％的二氧化硅、38％的氧化镁、8.38％的蒙脱土、2.19％的氧化锌、5.13％的三氧化二铝和1.3％的氧化铜。其可选自深圳联合鑫的LHX999牌号产品。

具体的，所述增韧剂为POE-g-MAH、POE-g-GMA、乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物或乙烯丙烯接枝马来酸酐中的任意一种或任意多种的混合物。

优选的，所述增韧剂为POE-g-MAH。

具体的，所述的流动剂为聚酯寡聚物、树枝状和超支化树脂中的任意一种或两种混合物

优选的，所述流动剂为端羧基超支化聚合物。

优选的，所述黑色母为蓝相炭黑色母。

本发明还提供了上述一种高灼热丝阻燃PA6材料的制备方法，其包括如下步骤：首先将协效阻燃剂与流动剂打粉混匀，然后与尼龙树脂和其他组分加入高混机混匀，最后一起熔融挤出即得。

本发明还提供了上述一种高灼热丝阻燃PA6材料的应用，作为电子电气或家电材料。

本发明所提供的高灼热丝阻燃PA6材料满足欧盟IEC60695标准中的800℃灼热丝无人看管电器要求，可作为电子电气或家电材料。

优选的，作为空调压缩机罩材料。

本发明所提供的高灼热丝阻燃PA6材料由于阻燃V0，灼热丝GWIT765℃以上，耐冷媒，CTI值通过175V，因此特别适合作为空调压缩机罩材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、获得与溴高效协效的无机阻燃剂，90％代替锑，其价格为锑的四分之一，极具性价比；

二、阻燃尼龙黑色制件胶口不发白；

三、获得GWIT800℃的阻燃尼龙，同时给出三氧化二锑对灼热丝起燃温度的影响。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明材料如下：PA6树脂为湖南岳化公司YH800和YH400；山东海王的十溴二苯乙烷以及山东兄弟化工的溴化聚苯乙烯；湖南辰州普通级三氧化二锑，纯度99.8％；无机阻燃剂为深圳联合鑫的LHX999；增韧剂为能之光N406，流动剂为武汉超支化的Hyper C181，黑色母为卡博特UN6073。

本发明提供了高灼热丝阻燃PA6材料的制备方法，其包括如下步骤：首先将协效阻燃剂和流动剂打粉混匀(可有效将组分锑和流动剂稀释)，然后按照相应的重量百分数与其他组分一起加入高速搅拌机中混匀，熔融挤出，即得，在双螺杆机中熔融挤出的挤出温度为180-250℃、螺杆转速为360转/分。

各实施例及对比例用到的原料具体如下表所示：

组分	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	对比例1	对比例2
								YH800	73	71	71	66.5	50	73	71
YH400	0	0	0	0	21	0	0
								十溴二苯乙烷	18	18	18	18	18	18	18
三氧化二锑	2	1.6	0	1	1.6	3.5	1.6
								LHX999	5	7.4	9	9	7.4	3.5	0
增韧剂	0	0	0	3	0	0	0
								C181	0.5	0.5	0.5	1	0.5	0.5	0.5
UN6073	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
								硼酸锌	0	0	0	0	0	0	7.4

性能测试

使用相应的标准对实施例1至4和对比例1阻燃PA6材料的阻燃性、悬臂梁缺口冲击强度、拉伸强度、熔融指数、灼热丝温度进行测试，结果如下表所示：

由实施例1和对比例1测试数据可知，灼热丝起燃温度随着三氧化二锑的减少而增加，从实施例1至4也能看出这个趋势。实施例5是通过高流动性完全消除点胶口的胶口发白。从实施例3也知道灼热丝起燃温度与阻燃V0的区别，灼热丝起燃温度高不一定阻燃能够达到V0，中间的关键就是三氧化二锑，两者要平衡。发明人意外的找到了LHX999和极少的锑与溴复配仍然有高效阻燃性。如果硼酸锌全部代替锑，灼热丝起燃温度和阻燃都能达到，但制件胶口发白，正如实施例2和对比例2。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高灼热丝阻燃PA6材料，其特征在于，其由以下重量百分数的各原料组成：PA6树脂66.5-73％，阻燃剂25-28％，增韧剂0-3％，流动剂0.5-1％，黑色母1.5％。

2.根据权利要求1所述的一种高灼热丝阻燃PA6材料，其特征在于：所述阻燃剂包括主阻燃剂和协效阻燃剂，所述主阻燃剂为溴化聚苯乙烯或十溴二苯乙烷中的任意一种或两种的混合物；所述协效阻燃剂为三氧化二锑或无机阻燃剂中的一种或两种的混合物。

3.根据权利要求2所述的一种高灼热丝阻燃PA6材料，其特征在于：所述PA6树脂为市售中粘尼龙或低粘尼龙中的任意一种或两种的混合。

4.根据权利要求2所述的一种高灼热丝阻燃PA6材料，其特征在于：所述无机阻燃剂由以下重量百分数的各原料组成：45％的二氧化硅、38％的氧化镁、8.38％的蒙脱土、2.19％的氧化锌、5.13％的三氧化二铝和1.3％的氧化铜。

5.根据权利要求2所述的一种高灼热丝阻燃PA6材料，其特征在于：所述增韧剂为POE-g-MAH、POE-g-GMA、乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物或乙烯丙烯接枝马来酸酐中的任意一种或任意多种的混合物。

6.根据权利要求2至5任一所述的一种高灼热丝阻燃PA6材料，其特征在于：所述的流动剂为聚酯寡聚物、树枝状和超支化树脂中的任意一种或两种的混合物。

7.一种根据权利要求2至6所述的一种高灼热丝阻燃PA6材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将所述的协效阻燃剂和流动剂打粉混匀后再加入高混机；

2)再与其他组分一起加入高速搅拌机中混匀，熔融挤出，即得。

8.一种根据权利要求2至6所述的一种高灼热丝阻燃PA6材料的应用，其特征在于：作为电子电气或家电材料。

9.根据权利要求8所述的一种高灼热丝阻燃PA6材料的应用，其特征在于：作为空调压缩机罩材料。