CN110041693A - 阻燃尼龙6复合材料的配方设计及其制备方法 - Google Patents

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张胜
孙军
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李雨纯
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Abstract

本发明涉及一种阻燃尼龙6复合材料的制备，是一种热塑性工程塑料。其特征是通过复配多种高效特性阻燃剂以使材料达到UL94的V‑0级别，同时添加量较少不影响材料原有物性。本发明的效果在于通过复配阻燃剂的方法制备出一种与传统的尼龙6相比具有更好的阻燃性能、热稳定性、耐高温性和成炭性的聚合物。所用的设备简单，且易于实施和操作，在现有一般性材料成型设备上生产即可。广泛应用于建筑、医用、工业用品、服装、各类复合产品等多个领域。

Description

阻燃尼龙6复合材料的配方设计及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种阻燃尼龙6(PA6)复合材料的制备方法，属于工程塑料技术领域。
技术背景
PA6是一种具有高强度、自润滑、耐磨和耐化学腐蚀等优异性能，是产量最大的工程塑料，主要用于电子电器和汽车零部件等方面，在工程领域有着广泛的应用。PA6本身特性决定其具有一定的阻燃性能，UL-94为V-2，但是，在某些特殊领域，例如高温、高压、高耐磨的使用环境下，往往需要不仅强度更大，而且阻燃性能更高的PA6改性材料。在最常用的PA6增强改性材料就是玻璃纤维(GF)，但是加入之后产生的“烛芯效应”反而增强了PA6的可燃性。
本申请针对PA6在燃烧之后，瞬速产生大量的热量，以及有毒有害的烟气，易对生命财产造成严重后果。结合高效特性阻燃剂进行复配，形成被动防火系统，阻止火灾进一步蔓延和防止有毒气体扩散，将火灾控制在一定的范围内，达到阻燃效果。
发明内容
针对上述提到的现有技术的问题，本发明提供一种高效的阻燃PA6复合材料的配方设计及其制备方法。该方法可以显著提高PA6的阻燃性能，达到离火自熄、UL-94达到V-0级别，同时保持了材料原有的优异性能。
本发明是通过以下技术方案予以实现的：
一种阻燃尼龙6复合材料，主要由基体PA6树脂，阻燃剂OP935和MCA，以及协效剂OMMT组成，其包括具有下述份数为：
PA6 100份
阻燃剂OP935 2-10份
阻燃剂MCA 2-10份
协效剂OMMT 0-10份
所述的阻燃尼龙6复合材料，通过以下方法制备得到：
(1)将100份尼龙6、2-10份OP935、2-10份MCA、0-10份OMMT在烘箱中80℃下干燥12h，以备后续使用；
(2)将上述烘干的物料在混料机中混合均匀；
(3)将混合均匀的物料加入单螺杆挤出机中挤出、造粒；
(4)将造粒好的尼龙6在压片机200-250℃、5-25Mpa压力下压片3-20分钟制成试样，分别测试其力学性能和防火性能
本发明具有优异的阻燃性能，同时因为添加量少，尼龙6的力学性能也没有显著影响。
本发明所用的设备简单，且易于实施和操作，在现有一般性成型设备上生产即可。
本发明的阻燃尼龙6可广泛应用于高温、高压、高耐磨等多个领域。
以下，结合具体实施例对本发明的阻燃尼龙6的制备方法做具体说明。
具体实施例
本发明的实施例提供一种阻燃尼龙6复合材料，其包括具有下述份数为：尼龙6100份；OP935 2-10份；MCA 2-10份；OMMT 0-10份。
实施例一
1)将100份尼龙6、5份OP935、3份MCA、1份OMMT混合均匀；
2)将混合均匀的物料加入单螺杆挤出机，单螺杆挤出机各区的温度分别为：一区220℃，二区230℃，三区240℃，四区230℃。；
3)将上述2)所得的尼龙6在230℃、18Mpa压力下压片12分钟，制成所需试样，对其进行性能测试。其性能如表一所示。
实施例二
1)将100份尼龙6、5份OP935、3份MCA、0份OMMT混合均匀；
2)将混合均匀的物料加入单螺杆挤出机，单螺杆挤出机各区的温度分别为：一区220℃，二区230℃，三区240℃，四区230℃。；
3)将上述2)所得的尼龙6在230℃、18Mpa压力下压片12分钟，制成所需试样，对其进行性能测试。其性能如表一所示。
实施例三
1)将100份尼龙6、3份OP935、5份MCA、1份OMMT混合均匀；
2)将混合均匀的物料加入单螺杆挤出机，单螺杆挤出机各区的温度分别为：一区220℃，二区230℃，三区240℃，四区230℃。；
3)将上述2)所得的尼龙6在230℃、18Mpa压力下压片12分钟，制成所需试样，对其进行性能测试。其性能如表一所示。
实施例四
1)将100份尼龙6、2份OP935、6份MCA、1份OMMT混合均匀；
2)将混合均匀的物料加入单螺杆挤出机，单螺杆挤出机各区的温度分别为：一区220℃，二区230℃，三区240℃，四区230℃。；
3)将上述2)所得的尼龙6在230℃、18Mpa压力下压片12分钟，制成所需试样，对其进行性能测试。其性能如表一所示。
实施例五
1)将100份尼龙6、1份OP935、7份MCA、1份OMMT混合均匀；
2)将混合均匀的物料加入单螺杆挤出机，单螺杆挤出机各区的温度分别为：一区220℃，二区230℃，三区240℃，四区230℃。；
3)将上述2)所得的尼龙6在230℃、18Mpa压力下压片12分钟，制成所需试样，对其进行性能测试。其性能如表一所示。
实施例六
1)将100份尼龙6、4份OP935、4份MCA、1份OMMT混合均匀；
2)将混合均匀的物料加入单螺杆挤出机，单螺杆挤出机各区的温度分别为：一区220℃，二区230℃，三区240℃，四区230℃。；
3)将上述2)所得的尼龙6在230℃、18Mpa压力下压片12分钟，制成所需试样，对其进行性能测试。其性能如表一所示。
由上表可见，应用于本发明技术方案的实施例样条的测试性能极限氧指数(LOI)、防火等级(UL-94)均比纯PA6有了很大改善，且材料的力学性能也满足一般要求的力学性能。也就是说，本发明所述的PA6复合材料在阻燃的同时也保持其力学性能，满足平常应用的正常值，具有极高的创新价值。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (4)

1.一种阻燃尼龙6复合材料，其特征在于具有下述质量份数：
尼龙6 100份
阻燃剂OP935 2-10份，以增强尼龙6阻燃性能；
阻燃剂MCA 2-10份，与OP935形成磷氮协效阻燃体系；
协效剂OMMT 0-10份，协效阻燃成分。
2.根据权利要求1所述的阻燃尼龙6，其特征在于，包括耐高温性能，良好的力学性能，具有UL94的V-O防火特性的热塑性工程塑料。
3.根据权利要求1所述的阻燃尼龙6，其特征在于，所述聚合物材料具有良好的力学性能，良好的力学性能包括：在低应变条件下，聚酰胺具有优异的耐疲劳性能且滞顿损失少：尼龙6模量比相同硬度的其它工程塑料高，具有高抗冲击性。
4.一种聚酯弹性体多功能薄膜，用于制备如权利要求1-3中任意一项所述的多功能性聚合物薄膜，其特征在于通过以下方法制备得到：
(1)将100份尼龙6、2-10份OP935、2-10份MCA、0-10份OMMT在烘箱中80℃下干燥12h，以备后续使用；
(2)将上述烘干的100份尼龙6、2-10份OP935、2-10份MCA、0-10份OMMT在混料机中混合均匀；
(3)将混合均匀的物料加入单螺杆挤出机中挤出、造粒；
(4)将造粒好的尼龙6在压片机200-250℃、5-25Mpa压力下压片3-20分钟制成试样，分别测试其力学性能和防火性能。
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