CN111286192A - 一种聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料及其制备方法与应用 - Google Patents

一种聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111286192A
CN111286192A CN202010122815.2A CN202010122815A CN111286192A CN 111286192 A CN111286192 A CN 111286192A CN 202010122815 A CN202010122815 A CN 202010122815A CN 111286192 A CN111286192 A CN 111286192A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyamide
flame
phosphaphenanthrene
flame retardant
polyphosphazene
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.)
Withdrawn
Application number
CN202010122815.2A
Other languages
English (en)
Inventor
张道海
宝冬梅
罗迎春
谭芳
田琴
何敏
秦舒浩
左晓玲
于杰
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.)
Guizhou Minzu University
Original Assignee
Guizhou Minzu University
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 Guizhou Minzu University filed Critical Guizhou Minzu University
Priority to CN202010122815.2A priority Critical patent/CN111286192A/zh
Publication of CN111286192A publication Critical patent/CN111286192A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/02—Polyamides derived from omega-amino carboxylic acids or from lactams thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/06—Polyamides derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/20—Applications use in electrical or conductive gadgets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及一种聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料及其制备方法与应用，属于阻燃复合材料领域。本聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，按重量份计，由聚酰胺80‑95份，气相阻燃剂1.5‑5份，凝聚相阻燃剂1.5‑5份，增容剂5‑10份和抗氧剂0.5份组成。本发明还公开了上述聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料的制备方法及其应用。本聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料能够形成双基协效和三元素协效作用，具有优异的阻燃性能、优异界面相容性和优异机械力学性能。

Description

一种聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料及其 制备方法与应用
技术领域
本发明属于阻燃复合材料领域，具体涉及一种聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料及其制备方法与应用。
背景技术
聚酰胺可由内酸胺开环聚合制得，也可由二元胺与二元酸缩聚等得到的。聚酰胺(PA)是指主链节含有极性酰胺基团(-CO-NH-)的高聚物。PA的品种繁多，有PA6、PA66、PA11、PA12、PA46、PA610、PA612、PAlO10等，以及近几年开发的半芳香族尼龙PA6T和特种尼龙等新品种。PA具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低。PA主要用于汽车工业、电气电子工业、交通运输业、机械制造工业、电线电缆通讯业及日常用品。但聚酰胺易燃烧，使聚酰胺在产品对阻燃性能要求的领域受到限制，因此，对聚酰胺进行阻燃改性是非常有必要的。
目前主要将含卤阻燃剂(主要是多溴联苯化合物)应用到聚酰胺树脂中，这类有卤阻燃剂在聚酰胺材料种有良好的阻燃效果，但含卤阻燃剂在燃烧或高温加工时会放出有毒、腐蚀性气体和烟雾。造成环境污染，危害人类健康，自欧盟2003年公布WEEE和RoHS以来，以及人们对环境生活质量要求也越来越高，并且国家的各种环保文件陆续出台，因此，高分子阻燃材料的趋势将以无卤为主。
在众多的无卤阻燃剂中，磷系阻燃剂已成为阻燃领域的研究热点。含磷杂菲化合物及其衍生物是一种新型的阻燃剂，具有优异的阻燃性能而被广泛用于聚合物基无卤阻燃复合材料。磷杂菲不仅比一般未成环的有机磷酸酯热稳定性和化学稳定性好，还具有低含磷量、无卤、低烟、无毒、不迁移和阻燃持久等优点。
但是磷系阻燃剂也有其不足，该类阻燃剂在燃烧后成炭的炭层结构强度和致密性差，隔氧隔热能力弱；而且，该类阻燃剂与聚合物基体或增强材料之间的相容性差，从而使该类阻燃剂在使用时其机械力学性能下降；磷杂菲阻燃剂及其衍生物的阻燃作用主要以气相阻燃为主，凝聚相阻燃作用较弱。
因此需要提出一种新的聚酰胺阻燃复合材料以解决现有技术的不足。
发明内容
本发明的目的之一，是提供一种聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料。本发明的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料形成双基协效和三元素协效作用，具有优异的阻燃性能、优异界面相容性和优异机械力学性能。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，按重量份计，由聚酰胺80-95份，气相阻燃剂1.5-5份，凝聚相阻燃剂1.5-5份，增容剂5-10份和抗氧剂0.5份组成。
本发明的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料的有益效果是：
(1)通过气相阻燃剂、凝聚相阻燃剂与增容剂的反应，产生交联网状结构，增强界面结构，使得阻燃性能和界面粘结力增强，从而有效地增加了聚酰胺阻燃复合材料的机械性能。
(2)加入气相阻燃剂，其阻燃机理是以气相阻燃；加入凝聚相阻燃剂，其阻燃机理是凝聚阻燃。这两种阻燃剂基于两种阻燃机理，形成协效阻燃，从而提高了聚酰胺阻燃复合材料的阻燃性能，阻燃效果明显好于添加单一阻燃剂的聚酰胺复合材料。
(3)本发明的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料各原料来源广泛，易于获取，成本低廉，且使用效果好。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述的聚酰胺为PA6、PA66、PA11、PA12、PA46、PA610、PA612、PAlO10、半芳香族尼龙PA6T和特种尼龙中的一种或多种的混合物。
采用上述进一步方案的有益效果是：制备的复合材料强度高，耐热性和耐磨损性好。
进一步，所述气相阻燃剂为反应型磷杂菲。
采用上述进一步方案的有益效果是：反应型磷杂菲阻燃剂带有羟基反应基团，从而能够有效的与增容剂进行交联反应，利于机械性能的提升，同时反应型磷杂菲阻燃剂的阻燃效果好。
进一步，所述反应型磷杂菲为DOPO-HQ、DOPS-HQ、DOPO-PHBA、DOPS-PHBA、(DOPO)2-P-PPD-PH和(DOPS)2-P-PPD-PH中的一种或多种的混合物，其结构式具体如下：
Figure BDA0002396278010000031
采用上述进一步方案的有益效果是：反应型磷杂菲阻燃剂带有羟基反应基团，从而能够有效的与增容剂进行交联反应，利于机械性能的提升，同时反应型磷杂菲阻燃剂的阻燃效果好。
进一步，所述凝聚相阻燃剂为反应型聚磷腈，结构式如下：
Figure BDA0002396278010000041
其中，
Figure BDA0002396278010000042
采用上述进一步方案的有益效果是：反应型聚磷腈均带有羟基反应基团，从而能够有效的与增容剂进行交联反应，利于机械性能的提升，同时反应型聚磷腈阻燃剂的阻燃效果好。
进一步，所述增容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物和苯乙烯一丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种的混合物。
采用上述进一步方案的有益效果是：带有环氧活性基团，能够有利于与反应型磷杂菲阻燃剂、反应型聚磷腈和聚酰胺基体树脂发生反应，产生交联网络结构。
进一步，所述抗氧剂为双(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
采用上述进一步方案的有益效果是：降低了氧含量，进一步增加阻燃效果。
本发明的目的之二，是提供一种如上述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料在汽车零部件领域中的应用。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种汽车零部件，包括上述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料。
本发明的汽车零部件采用如上所述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，具体为齿轮、装饰门板。
本发明的汽车零部件的有益效果是：
本发明的汽车零部件采用如上所述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，具有力学性能强、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性、自润滑性和摩擦系数低等效果，同时具有非常好的阻燃效果，机械强度也很好。
本发明的目的之三，是提供一种如上述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料在电子元器件领域中的应用。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种电子元器件，包括上述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料。
本发明的电子元器件采用如上所述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，具体为电子连接器、继电器壳体、互感器外壳。
本发明的电子元器件的有益效果是：
本发明的电子元器件采用了上述聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，具有力学性能强、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性、自润滑性和摩擦系数低等效果，同时具有非常好的阻燃效果，机械强度也很好。
本发明的目的之四，是提供一种如上述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料的制备方法。本制备方法工艺简单，各组分分散均匀，另外对组分进行干燥后，有利于各组分之间混合，混合程度高，不产生内应力，从而不影响机械性能。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种如上述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、称取如下重量份的原料：聚酰胺80-95份，气相阻燃剂1.5-5份，凝聚相阻燃剂1.5-5份，增容剂5-10份和抗氧剂0.5份，混合均匀，得到混合料；
S2、将步骤S1得到混合料置于80℃下干燥至恒重，得到干燥料；
S3、将步骤S2得到的干燥料加入双螺杆挤出机中，在230-280℃下共混挤出，经冷却、牵引以及切粒后，即得到聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料。
本发明的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料的制备方法的有益效果是：
(1)本制备方法工艺简单，各组分分散均匀，另外对组分进行干燥后，有利于各组分之间混合，混合程度高，不产生内应力，从而不影响机械性能.
(2)本制备方法环保性好，不产生废弃物；
(3)本制备方法制备的粒装聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料颗粒均匀，利于后期加工成不同的产品。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
本实施例提供一种聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，按重量份计，由聚酰胺90份，气相阻燃剂2.5份，凝聚相阻燃剂2.5份，增容剂5份和抗氧剂0.5份组成。
其中，聚酰胺为PA6。
其中气相阻燃剂为反应型磷杂菲(DOPO)2-P-PPD-PH，其结构式具体如下所示：
Figure BDA0002396278010000071
其中凝聚相阻燃剂为反应型聚磷腈，其结构式具体如下所示：
Figure BDA0002396278010000072
其中，
Figure BDA0002396278010000073
其中增容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-GMA)。
其中抗氧剂为双(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
本实施例还提供一种如上述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、称取如下重量份的原料：聚酰胺90份，气相阻燃剂2.5份，凝聚相阻燃剂2.5份，增容剂5份和抗氧剂0.5份，混合均匀，得到混合料；
S2、将步骤S1得到混合料置于80℃下干燥至恒重，得到干燥料；
S3、将步骤S2得到的干燥料加入双螺杆挤出机中，在230-280℃下共混挤出，经冷却、牵引以及切粒后，即得到聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料。
将得到的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料干燥后，加入到注塑机中，经注塑成标准样条，对标准样条进行性能测试。
实施例2
本实施例提供一种聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，按重量份计，由聚酰胺90份，气相阻燃剂1.5份，凝聚相阻燃剂1.5份，增容剂5份和抗氧剂0.5份组成。
其中，聚酰胺为PA6。
其中气相阻燃剂为反应型磷杂菲(DOPO)2-P-PPD-PH，其结构式具体如下所示：
Figure BDA0002396278010000081
其中凝聚相阻燃剂为反应型聚磷腈，其结构式具体如下所示：
Figure BDA0002396278010000082
其中，
Figure BDA0002396278010000083
其中增容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-GMA)。
其中抗氧剂为双(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
本实施例还提供一种如上述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、称取如下重量份的原料：聚酰胺90份，气相阻燃剂1.5份，凝聚相阻燃剂1.5份，增容剂5份和抗氧剂0.5份，混合均匀，得到混合料；
S2、将步骤S1得到混合料置于80℃下干燥至恒重，得到干燥料；
S3、将步骤S2得到的干燥料加入双螺杆挤出机中，在230-280℃下共混挤出，经冷却、牵引以及切粒后，即得到聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料。
将得到的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料干燥后，加入到注塑机中，经注塑成标准样条，对标准样条进行性能测试。
实施例3
本实施例提供一种聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，按重量份计，由聚酰胺85份，气相阻燃剂4份，凝聚相阻燃剂3份，增容剂9份和抗氧剂0.5份组成。
其中，聚酰胺为PA66。
其中气相阻燃剂为反应型磷杂菲(DOPS)2-P-PPD-PH，其结构式具体如下所示：
Figure BDA0002396278010000091
其中凝聚相阻燃剂为反应型聚磷腈，其结构式具体如下所示：
Figure BDA0002396278010000101
其中，
Figure BDA0002396278010000102
其中增容剂为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(PTW)。
其中抗氧剂为双(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
本实施例还提供一种如上述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、称取如下重量份的原料：聚酰胺85份，气相阻燃剂4份，凝聚相阻燃剂3份，增容剂9份和抗氧剂0.5份，得到混合料；
S2、将步骤S1得到混合料置于80℃下干燥至恒重，得到干燥料；
S3、将步骤S2得到的干燥料加入双螺杆挤出机中，在230-280℃下共混挤出，经冷却、牵引以及切粒后，即得到聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料。
将得到的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料干燥后，加入到注塑机中，经注塑成标准样条，对标准样条进行性能测试。
实施例4
本实施例提供一种聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，按重量份计，由聚酰胺95份，气相阻燃剂2份，凝聚相阻燃剂4份，增容剂6份和抗氧剂0.5份组成。
其中，聚酰胺为PA66。
其中气相阻燃剂为反应型磷杂菲DOPO-PHBA，其结构式具体如下所示：
Figure BDA0002396278010000111
其中凝聚相阻燃剂为反应型聚磷腈，其结构式具体如下所示：
Figure BDA0002396278010000112
其中，
Figure BDA0002396278010000113
其中增容剂为苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(SAG)。
其中抗氧剂为双(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
本实施例还提供一种如上述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、称取如下重量份的原料：聚酰胺95份，气相阻燃剂2份，凝聚相阻燃剂4份，增容剂6份和抗氧剂0.5份，混合均匀，得到混合料；
S2、将步骤S1得到混合料置于80℃下干燥至恒重，得到干燥料；
S3、将步骤S2得到的干燥料加入双螺杆挤出机中，在230-280℃下共混挤出，经冷却、牵引以及切粒后，即得到聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料。
将得到的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料干燥后，加入到注塑机中，经注塑成标准样条，对标准样条进行性能测试。
对比例1
本对比例提供一种聚酰胺阻燃复合材料，按重量份计，由聚酰胺90份，气相阻燃剂5份，增容剂5份和抗氧剂0.5份组成。
其中，聚酰胺为PA6。
其中气相阻燃剂为反应型磷杂菲(DOPO)2-P-PPD-PH，其结构式具体如下所示：
Figure BDA0002396278010000121
其中增容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-GMA)。
其中抗氧剂为双(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
本对比例采用与实施例1相同的制备方法进行制备，即得到对比聚酰胺阻燃复合材料。
将得到的对比聚酰胺阻燃复合材料干燥后，加入到注塑机中，经注塑成标准样条，对标准样条进行性能测试。
对比例2
本对比例提供一种聚酰胺阻燃复合材料，按重量份计，由聚酰胺90份，凝聚相阻燃剂5份，增容剂5份和抗氧剂0.5份组成。
其中，聚酰胺为PA6。
其中凝聚相阻燃剂为反应型聚磷腈，其结构式具体如下所示：
Figure BDA0002396278010000131
其中，
Figure BDA0002396278010000132
其中增容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-GMA)。
其中抗氧剂为双(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
本对比例采用与实施例1相同的制备方法进行制备，即得到对比聚酰胺阻燃复合材料。
将得到的对比聚酰胺阻燃复合材料干燥后，加入到注塑机中，经注塑成标准样条，对标准样条进行性能测试。
将实施例1-4以及对比例1-2的标准样条进行各项性能测试，具体测试如下：
(1)垂直燃烧性能：按GB/T2408-1996中的垂直法进行测试，每组至少测试5根样条。
(2)阻燃等级测试，即物质具有的或材料经处理后具有的明显推迟火焰蔓延的性能，并以此划分的等级制度，阻燃等级由V2，V1向V0逐级递增：V0为对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在30秒内熄灭，不能有燃烧物掉下；V1为对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在60秒内熄灭，不能有燃烧物掉下，V2为对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在60秒内熄灭，可以有燃烧物掉下。
(3)力学性能测试，包括拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度：一个样品测试10根样条，结果取10个测试值的平均值。拉伸强度按照GB/T1040-2006进行测试，弯曲强度按照GB/T9341-2000进行测试。
缺口冲击强度用缺口制样机开4mm的缺口，按照GB/T1043-2008进行测试。
收集全部测试数据，汇总后整理如下表1。
表1复合材料性能测试
Figure BDA0002396278010000141
从表1的数据可以得出如下结论：
(1)一般聚合物基阻燃材料的机械力学性能随着阻燃剂含量的增加而降低。而根据表1的测试结果可以得知，采用本发明的技术方案制备得到的样品，与常规的材料相比，本发明中实施例1的反应型磷杂菲阻燃剂用量为2.5份，反应型聚磷腈用量为2.5份，而实施例2的反应型磷杂菲阻燃剂用量为1.5份，反应型聚磷腈用量为1.5份，其余实验条件均相同。从实施例1和实施例2的数据可以看出，采用反应型磷杂菲阻燃剂和反应型聚磷腈，阻燃剂含量的增加，不但没有使聚酰胺阻燃复合材料的机械力学性能下降，而且还使聚酰胺阻燃复合材料的机械力学性能增加，这是由于反应型磷杂菲阻燃剂中的反应羟基基团、反应型聚磷腈中的反应羟基基团、聚酰胺基体树脂中的胺基基团均可与甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物增容剂中的环氧基团发生反应，增强了反应型磷杂菲阻燃剂与反应型聚磷腈之间的界面粘结力，增大了反应型磷杂菲阻燃剂与聚酰胺基体之间的界面粘结力，提升了反应型聚磷腈与聚酰胺基体之间的界面强度，使聚酰胺阻燃复合材料形成网络交联结构，而且，随着反应型磷杂菲和反应型聚磷腈用量的增加，聚酰胺阻燃复合材料的机械力学性能越好，因此，本发明的反应型磷杂菲和反应型聚磷腈在聚酰胺阻燃复合材料中既有阻燃剂效果，更具有界面增容的作用；实施例1和实施例2中的两种聚酰胺阻燃复合材料均为V0级，只是其中反应型磷杂菲和反应型聚磷腈用量的不同为导致聚酰胺阻燃复合材料的机械力学性能差异。
(2)本发明的实施例1与对比例1和对比例2的区别在于：对比例1中原材料配方中反应型磷杂菲和反应型聚磷腈的添加量分别为2.5份，两者相加得到的阻燃剂之和为5份，而对比例1中的原料配方中只加了5份的反应型磷杂菲，对比例2中的原料配方中只加了5份的反应型聚磷腈，其余的实验原料和条件均相同。从表1中看出，对比例1和对比例2中的聚酰胺阻燃复合材料的阻燃等级均为V2级，而实施例1中的聚酰胺阻燃复合材料的阻燃等级均为V0级，这表明，单独加入反应型磷杂菲和反应型聚磷腈的聚酰胺复合材料的阻燃效果较差，这是由于单独的反应型磷杂菲或反应型聚磷腈在聚酰胺阻燃复合材料中只有气相或凝聚相阻燃为主，而实施例1中加入反应型磷杂菲和反应型聚磷腈在聚酰胺阻燃复合材料中同时具有气相和凝聚相双基协效阻燃，而且还具有优异的氮磷硫三元素协效阻燃，从而实施例1的聚酰胺阻燃复合材料获得优异的阻燃性能。
另外，实施例2与对比例1和对比例2中聚酰胺阻燃复合材料的区别在于：实施例2中的反应型磷杂菲阻燃剂的添加量为1.5份，反应型聚磷腈的添加量为1.5份，两者相加得到的阻燃剂之和为3份，而对比例1中的原料配方中只加了5份的反应型磷杂菲，对比例2中的原料配方中只加了5份的反应型聚磷腈，其余的实验原料和条件均相同。从表1中看出，实施例2中聚酰胺阻燃复合材料的阻燃等级为V0级，而对比例1和对比例2中聚酰胺阻燃复合材料的阻燃等级却只为V2级，这表明，反应型磷杂菲和反应型聚磷腈具有优异的双基协效和氮磷硫三元素协效阻燃作用，从而添加较低含量反应型磷杂菲和反应型聚磷腈的聚酰胺阻燃复合材料就能获得优异的阻燃性能。
(3)实施例1-4与对比例1-2相比，采用本发明的技术方案制备得到的样品，通过添加较低含量反应型磷杂菲和反应型聚磷腈，使得反应型磷杂菲和反应型聚磷腈具有优异的双基协效和氮磷硫三元素协效阻燃作用，从而得到聚酰胺阻燃复合材料就能获得优异的阻燃性能，明显好于添加单一阻燃剂的聚酰胺阻燃复合材料，以及目前市面上已知的聚酰胺复合材料。
本发明中，反应型磷杂菲阻燃剂和反应型聚磷腈均带有羟基反应基团，加入了带有环氧活性基团的增容剂，环氧活性基团能够与反应型磷杂菲阻燃剂、反应型聚磷腈和聚酰胺基体树脂发生反应，产生交联网络结构，增强反应型磷杂菲阻燃剂与聚酰胺基体树脂之间、反应型磷杂菲阻燃剂与反应型聚磷腈之间、反应型聚磷腈与聚酰胺基体树脂之间的界面结构，使反应型磷杂菲阻燃剂与反应型聚磷腈对聚酰胺基体树脂的阻燃性能和界面粘结力增强，使阻燃剂的加入不但没有降低机械力学性能，还增加了聚酰胺阻燃复材料的机械力学性能。
尤为重要的是，反应型磷杂菲阻燃剂与反应型聚磷腈在聚酰胺基体树脂中产生了气相阻燃和凝聚相阻燃的双基协效作用。因此，反应型磷杂菲阻燃剂的阻燃作用主要以气相阻燃为主。而反应型聚磷腈则为凝聚相阻燃作用为主，将反应型磷杂菲阻燃剂与反应型聚磷腈进行协效阻燃，不但具有磷杂菲的气相阻燃作用，而且聚磷腈还增强凝聚相阻燃作用，在燃烧过程过程中，不仅磷杂菲燃烧时产生的不然气体降低了氧含量，磷杂菲燃烧时产生的磷酸促进成炭作用，炭层结构更致密，隔热隔氧能力更强。而且聚磷腈的燃烧过程中材料的成炭能力更强。
另外，反应型磷杂菲阻燃剂与反应型聚磷腈具有氮磷硫三元素协效阻燃作用，从而使反应型磷杂菲与反应型聚磷腈产生双基协效阻燃作用和氮磷硫的三元素协同阻燃作用，具有更优异的阻燃性能。
另外，本发明所采用的各个原材料的来源广泛，易于获取，成本低廉，且使用效果好。
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 (10)

1.一种聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，其特征在于，按重量份计，由聚酰胺80-95份，气相阻燃剂1.5-5份，凝聚相阻燃剂1.5-5份，增容剂5-10份和抗氧剂0.5份组成。
2.根据权利要求1所述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，其特征在于，所述聚酰胺为PA6、PA66、PA11、PA12、PA46、PA610、PA612、PAI010、半芳香族尼龙PA6T和特种尼龙中的一种或多种的混合物。
3.根据权利要求1所述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，其特征在于，所述气相阻燃剂为反应型磷杂菲。
4.根据权利要求3所述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，其特征在于，所述反应型磷杂菲为DOPO-HQ、DOPS-HQ、DOPO-PHBA、DOPS-PHBA、(DOPO)2-P-PPD-PH和(DOPS)2-P-PPD-PH中的一种或多种的混合物，其结构式具体如下：
Figure FDA0002396274000000011
5.根据权利要求1所述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，其特征在于，所述凝聚相阻燃剂为反应型聚磷腈，结构式如下：
Figure FDA0002396274000000021
其中，
Figure FDA0002396274000000022
6.根据权利要求1所述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，其特征在于，所述增容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物和苯乙烯-丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种的混合物。
7.根据权利要求1-6任一项所述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为双(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
8.一种汽车零部件，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料。
9.一种电子元器件，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料。
10.一种如权利要求1-7任一项所述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、称取如下重量份的原料：聚酰胺80-95份，气相阻燃剂1.5-5份，凝聚相阻燃剂1.5-5份，增容剂5-10份和抗氧剂0.5份，混合均匀，得到混合料；
S2、将步骤S1得到混合料置于80℃下干燥至恒重，得到干燥料；
S3、将步骤S2得到的干燥料加入双螺杆挤出机中，在230-280℃下共混挤出，经冷却、牵引以及切粒后，即得到阻燃复合材料。
CN202010122815.2A 2020-02-29 2020-02-29 一种聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料及其制备方法与应用 Withdrawn CN111286192A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010122815.2A CN111286192A (zh) 2020-02-29 2020-02-29 一种聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料及其制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010122815.2A CN111286192A (zh) 2020-02-29 2020-02-29 一种聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料及其制备方法与应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111286192A true CN111286192A (zh) 2020-06-16

Family

ID=71026908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010122815.2A Withdrawn CN111286192A (zh) 2020-02-29 2020-02-29 一种聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111286192A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112745500A (zh) * 2020-12-29 2021-05-04 浙江恒澜科技有限公司 一种dopo基反应型阻燃剂改性聚醚酰胺及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112745500A (zh) * 2020-12-29 2021-05-04 浙江恒澜科技有限公司 一种dopo基反应型阻燃剂改性聚醚酰胺及其制备方法
CN112745500B (zh) * 2020-12-29 2023-03-10 浙江恒逸石化研究院有限公司 一种dopo基反应型阻燃剂改性聚醚酰胺及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106700525B (zh) 一种高冲击无卤阻燃pok/pa合金材料
CN112300570B (zh) 一种硅/磷协同阻燃聚酰胺树脂
CN108587145A (zh) 一种高灼热丝高cti值无卤阻燃玻纤增强pa6复合材料及其制备方法
CN104017363A (zh) 一种耐高温阻燃玻璃纤维增强pa46/pa66复合材料及其制备方法
CN111205557A (zh) 一种聚丙烯与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料及其制备方法与应用
CN112679545B (zh) 一种三聚氰胺基含氮磷化合物及制法和应用及其阻燃环氧树脂组合物
CN114085522B (zh) 一种高cti值无卤阻燃玻纤增强pa66/ppo复合材料及其制备方法
CN110922518B (zh) 一种耐水膨胀型阻燃剂及其制备方法与应用
CN104262955A (zh) 高gwit碳纤增强无卤阻燃pa46复合材料及其制备
CN111286192A (zh) 一种聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料及其制备方法与应用
CN112477310B (zh) 热塑性树脂组合物及其应用
CN110564147B (zh) 一种高氧指数红磷阻燃增强尼龙66复合物及其制备方法
CN114573981A (zh) 一种无卤阻燃pa/ppo复合材料及其制备方法
CN107828054B (zh) 一种含磷氮元素的热固性聚酯高分子阻燃剂及其制备方法和应用
CN111363295A (zh) 一种磷杂菲和聚磷腈双基协效阻燃丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物复合材料及其制备方法
CN117362996A (zh) 一种阻燃耐老化工程塑料及其制备方法
CN111621150B (zh) 一种阻燃尼龙组合物及其制备方法
CN109096731B (zh) 高灼热丝引燃温度高强度聚酮复合材料及其制备方法和应用
CN111205619A (zh) 一种聚碳酸酯与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料及其制备方法与应用
CN111303591A (zh) 一种pet与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料及其制备方法与应用
CN111286165A (zh) 一种磷杂菲与聚磷腈双基协效阻燃pbt复合材料及其制备方法和应用
CN116285328A (zh) 一种高强度、低析出无卤阻燃聚酰胺组合物及其制备方法
CN111286173A (zh) 一种磷杂菲和聚磷腈双基协效阻燃pla复合材料及其制备方法和应用
CN111363219A (zh) 一种聚乙烯与磷杂菲和聚磷腈双基协效阻燃复合材料及其制备方法和应用
CN111171530A (zh) 一种聚丁二酸丁二醇酯双基协效阻燃复合材料及其制备方法

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
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20200616

WW01 Invention patent application withdrawn after publication