CN111269559A - 一种防火阻燃pa及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种防火阻燃PA，以重量份为单位，包括：80‑85份尼龙6，聚四氟乙烯5‑10份，红磷母粒10‑14份，三氧化二锑2‑4份，氯蜡树脂5‑10份，高分子量硅酮‑尼龙复合母料5‑10份，三氯化铝2‑4份，多聚磷酸1‑3份；所述聚四氟乙烯的数均分子量为4×107‑8×107，所述聚四氟乙烯的聚合度为5×104‑6×104；所述高分子量硅酮‑尼龙6复合母料中高分子量硅酮的含量为高分子量硅酮‑尼龙6复合母料总量的6‑10%；所述防火阻燃PA是经过原料搅拌共混掺杂，然后在双螺杆挤出机中挤出制得的。本发明的防火阻燃PA，对现有配方进行改进，进一步提高防火性能，物理性能。
Description
技术领域
本发明属于阻燃材料领域，具体涉及一种防火阻燃PA及其制备方法。
背景技术
聚酰胺6(尼龙6或PA6)是半透明或不透明乳白色半结晶聚合物，它的特点为热力学性能优异，轻质、韧性好、耐化学品和耐久性好，还具有良好的耐磨性和自润滑性，被广泛用于汽车、电子电器制造业中，用于制造力学强度要求较高的零件和耐热、耐冲击、耐磨擦的零件等，已成为五大工程塑料中重要的一员。然而，纯尼龙树脂也存在着阻燃性不好(只能达到UL-94V2级)、机械强度不高、缺口冲击强度低、热变形温度不高等缺点，从而限制其在某些领域的应用。因此，目前尼龙中约有80％是经过改性的品种，而且绝大部分是阻燃增强尼龙材料。现在要求阻燃增强尼龙通过欧盟IEC60695标准的要求越来越普遍，虽然有部分厂家能达到750℃，2秒内熄灭的要求，但是随着工业的发展，对于尼龙材料提出了更高的要求，因此在本领域中制备具有更高灼热丝温度以及阻燃性的尼龙材料是本领域亟需解决的问题。
CN105482444B公开了一种PA阻燃材料，由15-25％红磷母粒、2-10％三氧化二锑、8-25％聚四氟乙烯和40-70％尼龙制备而得，本发明通过在尼龙基材中添加少量三氧化二锑，并加入一定量的红磷母粒和聚四氟乙烯共混掺杂、挤出得到所述PA阻燃材料，各成分之间相互配合，协调作用使得该材料具有高稳定性，其灼热丝温度高达950℃，CTI值可达到250V，并且具有高熔指，良好的机械性能，韧性好，易加工，具有良好的阻燃性，阻燃性可达V0级，但是防火性能，物理性能还有进一步提升空间。
发明内容
本发明提供一种防火阻燃PA及其制备方法，对现有配方进行改进，进一步提高防火性能，物理性能。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种防火阻燃PA，以重量份为单位，包含：80-85份尼龙6，聚四氟乙烯5-10份，红磷母粒10-14份，三氧化二锑2-4份，氯蜡树脂5-10份，高分子量硅酮-尼龙复合母料5-10份，三氯化铝2-4份，多聚磷酸1-3份；所述聚四氟乙烯的数均分子量为4×107- 8×107，所述聚四氟乙烯的聚合度为5×104 -6×104；所述高分子量硅酮-尼龙6复合母料中高分子量硅酮的含量为高分子量硅酮-尼龙6复合母料总量的6-10%。
进一步地，所述的防火阻燃PA，以重量份为单位，包含：83份尼龙6，聚四氟乙烯8份，红磷母粒12份，三氧化二锑3份，氯蜡树脂9份，高分子量硅酮-尼龙复合母料8份，三氯化铝3份，多聚磷酸2份。
进一步地，所述高分子量硅酮的分子量为1-2万。
进一步地，所述高分子量硅酮-尼龙6复合母料中高分子量硅酮的含量为高分子量硅酮-尼龙6复合母料总量的8%。
进一步地，所述高分子量硅酮-尼龙6复合母料的制备方法为将高分子量硅酮与尼龙6熔融混合后挤出造粒即可。
进一步地，所述氯蜡树脂的分子量为5-10万。
一种防火阻燃PA的制备方法，包括如下步骤：
将尼龙6，聚四氟乙烯，红磷母粒，三氧化二锑，氯蜡树脂，高分子量硅酮-尼龙复合母料，三氯化铝，多聚磷酸在100-200r/min的搅拌速率下共混掺杂，然后在双螺杆挤出机中挤出。
进一步地，所述双螺杆挤出机的螺杆区域的预热温度为250-300℃，螺杆转速为250r/min-400r/min。
本发明的有益效果在于：
现有技术通过在尼龙基材中添加少量三氧化二锑，并加入一定量的红磷母粒和聚四氟乙烯共混掺杂、挤出得到所述PA阻燃材料，各成分之间相互配合，协调作用使得该材料具有高稳定性，但是其性能还有进一步提升的空间。
本发明通过在尼龙，聚四氟乙烯为主体的材料中加入氯蜡树脂，降低原有材料中分子链中的分子间极性，增加内塑作用，可以有效提高多种材料混熔效果，提高填料的分散性，高分子量硅酮具有良好的阻燃性能，但是由于其分散性较差，需要与以尼龙6为载体制备成复合母料，加入到材料中可以有效的提高高分子硅酮的分散性，促进其与其他无机材料的混合效果，避免其加入导致的物理性能下降，氯蜡树脂与高分子量硅酮具有相互配合的效果，硅酮在高温条件下，硅酮会发生迁移至表面或者发生团聚，导致物理性大幅下降，而氯蜡树脂可以有效阻止上述过程的发生。此外，本发明还加入三氯化铝，多聚磷酸，多聚磷酸可以降低氯蜡树脂的高表面能，从而提高其与其他材料的相容效果，三氯化铝与多聚磷酸在燃烧过程中可以形成复配无机盐，阻止燃烧，同时会形成融化核心，燃烧过程中，材料有收缩的趋势，而不是融化成球滴落，具有良好的保护性，进一步提高防火性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限制本发明的范围。在不背离本发明的技术解决方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动都将落入本发明的权利要求范围之内。
实施例1
一种防火阻燃PA，以重量份为单位，包含：83份尼龙6，聚四氟乙烯8份，红磷母粒12份，三氧化二锑3份，氯蜡树脂9份，高分子量硅酮-尼龙复合母料8份，三氯化铝3份，多聚磷酸2份；所述聚四氟乙烯的数均分子量为6×107，所述聚四氟乙烯的聚合度为5×104；所述高分子量硅酮-尼龙6复合母料中高分子量硅酮的含量为高分子量硅酮-尼龙6复合母料总量的8%。
所述高分子量硅酮的分子量为2万。所述氯蜡树脂的分子量为8万。所述高分子量硅酮-尼龙6复合母料的制备方法为将高分子量硅酮与尼龙6熔融混合后挤出造粒即可。
所述防火阻燃PA的制备方法，包括如下步骤：
将尼龙6，聚四氟乙烯，红磷母粒，三氧化二锑，氯蜡树脂，高分子量硅酮-尼龙复合母料，三氯化铝，多聚磷酸在150r/min的搅拌速率下共混掺杂，然后在双螺杆挤出机中挤出。所述双螺杆挤出机的螺杆区域的预热温度为275℃，螺杆转速为300r/min。
实施例2
一种防火阻燃PA，以重量份为单位，包含：80份尼龙6，聚四氟乙烯10份，红磷母粒10份，三氧化二锑4份，氯蜡树脂5份，高分子量硅酮-尼龙复合母料10份，三氯化铝2份，多聚磷酸3份；所述聚四氟乙烯的数均分子量为4×107，所述聚四氟乙烯的聚合度为5×104；所述高分子量硅酮-尼龙6复合母料中高分子量硅酮的含量为高分子量硅酮-尼龙6复合母料总量的10%。
所述高分子量硅酮的分子量为1万。所述氯蜡树脂的分子量为5万。所述高分子量硅酮-尼龙6复合母料的制备方法为将高分子量硅酮与尼龙6熔融混合后挤出造粒即可。
所述防火阻燃PA的制备方法，包括如下步骤：
将尼龙6，聚四氟乙烯，红磷母粒，三氧化二锑，氯蜡树脂，高分子量硅酮-尼龙复合母料，三氯化铝，多聚磷酸在100r/min的搅拌速率下共混掺杂，然后在双螺杆挤出机中挤出。所述双螺杆挤出机的螺杆区域的预热温度为300℃，螺杆转速为250r/min。
实施例3
一种防火阻燃PA，以重量份为单位，包含：85份尼龙6，聚四氟乙烯5份，红磷母粒14份，三氧化二锑2份，氯蜡树脂10份，高分子量硅酮-尼龙复合母料5份，三氯化铝4份，多聚磷酸1份；所述聚四氟乙烯的数均分子量为 8×107，所述聚四氟乙烯的聚合度为6×104；所述高分子量硅酮-尼龙6复合母料中高分子量硅酮的含量为高分子量硅酮-尼龙6复合母料总量的6%。
所述高分子量硅酮的分子量为1万。所述氯蜡树脂的分子量为10万。所述高分子量硅酮-尼龙6复合母料的制备方法为将高分子量硅酮与尼龙6熔融混合后挤出造粒即可。
所述防火阻燃PA的制备方法，包括如下步骤：
将尼龙6，聚四氟乙烯，红磷母粒，三氧化二锑，氯蜡树脂，高分子量硅酮-尼龙复合母料，三氯化铝，多聚磷酸在200r/min的搅拌速率下共混掺杂，然后在双螺杆挤出机中挤出。所述双螺杆挤出机的螺杆区域的预热温度为250℃，螺杆转速为400r/min。
对比例1
与实施例1相同，除了原料中不添加氯蜡树脂，高分子量硅酮-尼龙复合母料。
对比例2
与实施例1相同，除了原料中不添加氯蜡树脂。
对比例3
与实施例1相同，除了原料中不添加高分子量硅酮-尼龙复合母料。
对比例4
与实施例1相同，除了原料中高分子量硅酮单独加入。
对比例5
与实施例1相同，除了原料中不添加三氯化铝，多聚磷酸。
对比例6
与实施例1相同，除了原料中不添加三氯化铝。
对比例7
与实施例1相同，除了原料中不添加多聚磷酸。
表1
由实施例1和对比例1-3的对比可知，加入氯蜡树脂，高分子量硅酮具有良好的阻燃性能，氯蜡树脂与高分子量硅酮具有相互配合的效果，可以协同提高物理性能和阻燃效果。由对比例4可知，单独加入硅酮会大幅降低物理性能。由对比例5-7对比可知，本发明加入三氯化铝，多聚磷酸，多聚磷酸可以降低氯蜡树脂的高表面能，从而提高其与其他材料的相容效果，进一步提高防火性能。
Claims (8)
1.一种防火阻燃PA，其特征在于：以重量份为单位，包含：80-85份尼龙6，聚四氟乙烯5-10份，红磷母粒10-14份，三氧化二锑2-4份，氯蜡树脂5-10份，高分子量硅酮-尼龙复合母料5-10份，三氯化铝2-4份，多聚磷酸1-3份；所述聚四氟乙烯的数均分子量为4×107- 8×107，所述聚四氟乙烯的聚合度为5×104 -6×104；所述高分子量硅酮-尼龙6复合母料中高分子量硅酮的含量为高分子量硅酮-尼龙6复合母料总量的6-10%。
2.根据权利要求1所述的防火阻燃PA，其特征在于：以重量份为单位，包含：83份尼龙6，聚四氟乙烯8份，红磷母粒12份，三氧化二锑3份，氯蜡树脂9份，高分子量硅酮-尼龙复合母料8份，三氯化铝3份，多聚磷酸2份。
3.根据权利要求1所述的防火阻燃PA，其特征在于，所述高分子量硅酮的分子量为1-2万。
4.根据权利要求1所述的防火阻燃PA，其特征在于：所述高分子量硅酮-尼龙6复合母料中高分子量硅酮的含量为高分子量硅酮-尼龙6复合母料总量的8%。
5.根据权利要求1所述的防火阻燃PA，其特征在于：所述高分子量硅酮-尼龙6复合母料的制备方法为将高分子量硅酮与尼龙6熔融混合后挤出造粒即可。
6.根据权利要求1所述的防火阻燃PA，其特征在于：所述氯蜡树脂的分子量为5-10万。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的防火阻燃PA的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将尼龙6，聚四氟乙烯，红磷母粒，三氧化二锑，氯蜡树脂，高分子量硅酮-尼龙复合母料，三氯化铝，多聚磷酸在100-200r/min的搅拌速率下共混掺杂，然后在双螺杆挤出机中挤出。
8.根据权利要求7所述的防火阻燃PA的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机的螺杆区域的预热温度为250-300℃，螺杆转速为250r/min-400r/min。
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