CN111892811A - 一种抗熔滴聚酰胺6及其制备方法 - Google Patents

一种抗熔滴聚酰胺6及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111892811A
CN111892811A CN202010646016.5A CN202010646016A CN111892811A CN 111892811 A CN111892811 A CN 111892811A CN 202010646016 A CN202010646016 A CN 202010646016A CN 111892811 A CN111892811 A CN 111892811A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyamide
dripping
parts
flame retardant
adjusting
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.)
Granted
Application number
CN202010646016.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111892811B (zh
Inventor
刘可
李桃桃
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.)
Zhejiang Henglan Technology Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Henglan Technology Co Ltd
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 Zhejiang Henglan Technology Co Ltd filed Critical Zhejiang Henglan Technology Co Ltd
Priority to CN202010646016.5A priority Critical patent/CN111892811B/zh
Publication of CN111892811A publication Critical patent/CN111892811A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111892811B publication Critical patent/CN111892811B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/08—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from amino-carboxylic acids
    • C08G69/14—Lactams
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/08—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from amino-carboxylic acids
    • C08G69/14—Lactams
    • C08G69/16—Preparatory processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/16—Halogen-containing compounds
    • C08K2003/166—Magnesium halide, e.g. magnesium chloride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/32—Phosphorus-containing compounds
    • C08K2003/321—Phosphates
    • C08K2003/322—Ammonium phosphate
    • C08K2003/323—Ammonium polyphosphate
    • 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
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/14—Polymer mixtures characterised by other features containing polymeric additives characterised by shape
    • C08L2205/16—Fibres; Fibrils

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyamides (AREA)

Abstract

本发明涉及聚酰胺6技术领域，公开了一种抗熔滴聚酰胺6及其制备方法。该聚酰胺6包括以下重量份的原料：己内酰胺100份，抗熔滴剂2~10份，金属盐0.3~5份，磷系阻燃剂8~20份，水2~10份；所述抗熔滴剂中含有能与金属离子络合的基团。本发明通过在聚酰胺6中加入金属离子，金属络合物的网状结构与抗熔滴剂的网络结构可以增强聚酰胺6的熔体强度，有效提高聚酰胺6的抗熔滴性能，同时抗熔滴剂的微纤维结构有助于增强聚酰胺6的力学性能。

Description

一种抗熔滴聚酰胺6及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚酰胺6技术领域，尤其涉及一种抗熔滴聚酰胺6及其制备方法。
背景技术
聚酰胺6，又称尼龙6，是分子主链上含有酰胺基团的一类高聚物。聚酰胺6是一种具有较高强度和耐磨性的工程材料，在交通运输、电子电器和服装家纺等领域应用广泛，但聚酰胺6的极限氧指数只有22％左右，属于可燃材料。聚酰胺6燃烧时易产生带有火焰的熔滴，带焰熔滴滴落引起二次燃烧，严重危害人们的生命与财产安全。因此，对聚酰胺6进行阻燃与抗熔滴改性具有重要意义。
通常，聚酰胺6的阻燃改性主要是将卤系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷系阻燃剂和无机阻燃剂等引入聚酰胺6基体中，不同阻燃剂在燃烧时发挥不同的阻燃作用。按照发挥阻燃作用的区域不同，可以将阻燃机理分为气相阻燃机理和凝聚相阻燃机理。气相阻燃机理是在气相中发挥阻燃作用，阻燃剂主要通过捕捉燃烧时气相中的氢自由基、氢氧自由基或稀释气相中的可燃气体达到阻燃目的。凝聚相阻燃机理主要是在熔体的凝聚相中发挥阻燃作用，包括形成保护炭层以隔绝热量与氧气、蓄热导热以降低熔体温度等作用实现阻燃。一般，卤系阻燃剂和氮系阻燃剂主要在气相发挥阻燃作用，无机阻燃剂主要在凝聚相发挥阻燃作用，磷系阻燃剂同时包含气相与凝聚相阻燃机理，磷系阻燃剂的磷为低价时其阻燃机理以气相阻燃作用为主，磷系阻燃剂的磷为高价时其阻燃机理以凝聚相阻燃作用为主。
目前针对聚酰胺6阻燃改性的研究大多以提高材料的极限氧指数为目的，虽然阻燃材料具有较高的极限氧指数，但是所制备的阻燃聚酰胺6燃烧时依旧会产生熔滴，带焰熔滴引起的二次燃烧严重危害人们的生命与财产安全，对聚酰胺6的抗熔滴改性研究重要且迫切。
公开号为CN104845243A的中国专利文献公开了一种基于PTT聚酯的耐候阻燃复合材料，其组分按质量百分数配比为：PTT 80％～95％、无机填料5％～20％、偶联剂0.1％～0.5％、复合阻燃剂0.1％～0.3％、紫外线稳定剂0.5％～2％、成核剂0.1％～0.5％、抗氧剂0.1％～0.5％、润滑剂0.1％～1％，所述复合阻燃剂为质量比1:1的碘酸盐阻燃剂全氟丁基磺酸钾和耐熔滴剂聚四氟乙烯的复合物。该复合材料通过在PTT中加入四氟乙烯，能增大PTT的耐熔滴性，但由于通过熔融共混而用于纤维纺丝要求聚四氟乙烯的粒径在1μm以下，而这会导致聚四氟乙烯易团聚，并且，由于聚四氟乙烯分子链之间无法形成稳定的交联网络，故聚四氟乙烯对耐熔滴性的改善有限。其他抗熔滴剂也存在同样的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种抗熔滴聚酰胺6及其制备方法。本发明通过在己内酰胺聚合为聚酰胺6的过程中将磷系阻燃剂、抗熔滴剂与金属盐经原位聚合引入聚酰胺6基体，得到具有较好抗熔滴性能的阻燃聚酰胺6。
本发明的具体技术方案为：
一种抗熔滴聚酰胺6，包括以下重量份的原料：己内酰胺100份，抗熔滴剂2～10份，金属盐0.3～5份，水2～10份；所述抗熔滴剂中含有能与金属离子络合的基团。
上述能与金属离子络合的基团如氨基、羧基、羰基、巯基、氮杂环等。
在本发明中，当聚酰胺6中引入抗熔滴剂后，由于抗熔滴剂的热分解温度高于聚酰胺6，当温度升高时，具有较高热稳定性的抗熔滴剂可以稳定地分布在聚酰胺6熔体中。金属离子的主要功能是与抗熔滴剂形成络合网络，在聚酰胺6中起到骨架作用，由于抗熔滴剂较高的热稳定性，故这种网络结构能在聚酰胺6熔体中稳定存在，支撑聚酰胺6熔体的粘度和强度，防止其出现熔滴现象；一部分金属离子同时与抗熔滴剂和聚酰胺6络合，将后者固定在金属离子与抗熔滴剂形成的络合网络上，能更有效地防止熔滴。除了上述主要功能外，金属离子还有以下作用：通过同时与抗熔滴剂和聚酰胺6络合，能促进抗熔滴剂分散，防止团聚；此外，金属离子还与聚酰胺6中的羰基发生配位作用，形成具有网络结构的金属络合物，起到物理交联网络的作用，这种网络在聚酰胺6熔体中仍能保持，发挥防止熔滴的作用。综上所述，抗熔滴剂和金属离子相互配合，能有效提高聚酰胺6抗熔滴性能。
此外，当以共混的形式在聚酰胺6中添加阻燃剂时，会对聚酰胺6的力学性能造成不利影响，而本发明通过金属离子跟抗熔滴剂和聚酰胺6形成网络结构，能使聚酰胺6具有较好的力学性能。
作为优选，所述抗熔滴聚酰胺6还包括以下重量份的原料：磷系阻燃剂8～20份。
在聚酰胺6熔体强度提高的基础上，引入磷系阻燃剂，在聚酰胺6熔体表面形成致密炭层，起到隔绝热量、氧气与可燃性气体的作用，从而终止聚酰胺6的燃烧，提高了聚酰胺6的阻燃性能。
进一步地，所述磷系阻燃剂为以凝聚相阻燃为主要阻燃机理的磷系阻燃剂。
磷系阻燃剂对含氧或含氮的聚合物有特别高效的阻燃效率，聚酰胺6是同时含有氧和氮的杂链聚合物，磷系阻燃剂对聚酰胺6具有较好的阻燃效果。通常，磷系阻燃剂的阻燃机制包括两种：低价态的磷以气相阻燃机理为主，其在燃烧过程中分解生成包括PO·自由基的气态产物，可以捕获燃烧时气相中的氢自由基和氢氧自由基，中断聚合物的燃烧链反应，从而达到阻燃的目的；高价态的磷以凝聚相阻燃机理为主，在熔体的凝聚相中发挥阻燃作用，其分解产物聚偏磷酸可以使聚合物脱水而炭化，在聚酰胺6熔体表面形成致密炭层，起到隔绝热量、氧气与可燃性气体的作用，从而达到阻燃的目的。由于本发明通过抗熔滴剂和金属离子形成的双网络结构提高了聚酰胺6的抗熔滴性能，但是聚酰胺6会存在“烧而不滴”的现象。在抗熔滴的基础上，引入对聚酰胺6有较好成炭性能的凝聚相阻燃机理为主的磷系阻燃剂，可提高聚酰胺6燃烧时的成炭性能，在燃烧发生时网络结构起到支撑聚酰胺6熔体强度的作用，磷系阻燃剂促进熔体燃烧脱水形成的炭层起到隔绝热量、氧气与可燃性气体的作用。
进一步地，所述磷系阻燃剂为磷酸盐、烷基次磷酸盐、聚磷酸胺和/或其衍生物、磷酸酯和/或其衍生物中的至少一种。
作为优选，所述金属盐的金属离子为Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Al3+、Fe3+、Zr4+、Zn2+、Ce3+中的至少一种，所述金属盐的酸根离子为氯离子、醋酸根离子中的至少一种。
作为优选，所述金属盐的金属离子为Ce3+，所述金属盐的酸根离子为氯离子、醋酸根离子中的至少一种。
所用的磷系阻燃剂虽然以凝聚相阻燃机制为主，但气相阻燃机制仍发挥作用，会产生一部分气态自由基。由于抗熔滴剂阻止了聚酰胺6熔滴，导致混合在聚酰胺6内的磷系阻燃剂燃烧较多，产生的气态自由基和最终形成的水蒸气也较多，这会影响凝聚相阻燃机制下形成的炭层的致密性，影响阻燃效果。采用Ce3+，不仅能与抗熔滴剂配合发挥抗熔滴作用，还能与气态自由基发生氧化还原反应，减少气态自由基和水蒸气的生成，从而消除对炭层的影响，使聚酰胺6具有更好的阻燃性。
作为优选，所述抗熔滴剂为氟系聚合物微纤维、聚醚醚酮微纤维、聚酰亚胺微纤维中的至少一种。
上述微纤维是指直径范围为10nm～10μm的纤维。
进一步地，所述氟系聚合物微纤维为聚四氟乙烯微纤维、聚全氟乙丙烯微纤维中的至少一种。
作为优选，所述抗熔滴聚酰胺6还包括以下重量份的原料：分子量调节剂0～2份。
进一步地，所述分子量调节剂为己二酸、对苯二甲酸中的至少一种。
一种制备上述的抗熔滴聚酰胺6的方法，包括以下步骤：
(1)将所有原料加入反应容器中，通入氮气置换反应容器中的氧气；
(2)将反应容器中的温度升高至70～120℃后开启搅拌，调节转速为30～400r/min；继续升温至210～270℃，并调节反应容器内的压力为0.3～1.8MPa，反应3～10h；然后在30～120min内将反应容器内的压力调节至常压；
(3)调节反应容器内的压力为-0.05～-0.1MPa，在210～270℃下继续反应1～5h后停止搅拌；静置10～30min后，向反应容器内通氮气，调节反应容器内压力至0.05～0.5MPa，即得到抗熔滴聚酰胺6。
步骤(2)中，主要反应如下：己内酰胺发生开环反应，然后通过缩聚反应形成具有一定聚合度的聚酰胺6预聚物，所加入的磷系阻燃剂、抗熔滴剂与金属离子在高速搅拌下可均匀的分散于聚酰胺6预聚物基体中。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)通过金属离子与抗熔滴剂在聚酰胺6形成双交联网络防止聚酰胺受热熔融后出现的熔滴低落，能有效提高聚酰胺6的抗熔滴性能；
(2)通过采用Ce3+消除磷系阻燃剂产生的气态自由基，能使磷系阻燃剂产生的炭层更加致密，从而使聚酰胺6具有更好的阻燃性。
(3)本发明制备的阻燃聚酰胺6拉伸强度为55～82MPa，极限氧指数为26～32％，垂直燃烧测试达到UL94V-0级，点燃30s无熔滴现象，进一步扩展了阻燃聚酰胺6的应用领域。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
总实施例
一种抗熔滴聚酰胺6，包括以下重量份的原料：己内酰胺100份，抗熔滴剂2～10份，金属盐0.3～5份，磷系阻燃剂8～20份，分子量调节剂0～2份，水2～10份。所述抗熔滴剂为氟系聚合物微纤维、聚醚醚酮微纤维和聚酰亚胺微纤维中的至少一种；所述氟系聚合物微纤维为聚四氟乙烯微纤维、聚全氟乙丙烯微纤维中的至少一种所述金属盐的金属离子为Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Al3+、Fe3+、Zr4+、Zn2+、Ce3+中的至少一种，所述金属盐的酸根离子为氯离子、醋酸根离子中的至少一种。所述磷系阻燃剂为磷酸盐、烷基次磷酸盐、聚磷酸胺和/或其衍生物、磷酸酯和/或其衍生物中的至少一种。所述分子量调节剂为己二酸、对苯二甲酸中的至少一种。
一种抗熔滴聚酰胺6的制备方法，包括以下步骤：
(1)将己内酰胺、抗熔滴剂、金属盐、磷系阻燃剂、分子量调节剂、水加入反应容器中，通入氮气置换反应容器中的氧气；
(2)将反应容器中的温度升高至70～120℃后开启搅拌，调节转速为30～400r/min；继续升温至210～270℃，并调节反应容器内的压力为0.3～1.8MPa，反应3～10h；然后在30～120min内将反应容器内的压力调节至常压；
(3)调节反应容器内的压力为-0.05～-0.1MPa，在210～270℃下继续反应1～5h后停止搅拌；静置10～30min后，向反应容器内通氮气至常压，调节反应容器内压力至0.05～0.5Mpa即得到抗熔滴聚酰胺6。
可选地，所述金属盐的金属离子为Ce3+，所述金属盐的酸根离子为氯离子、醋酸根离子中的至少一种。
实施例1
一种抗熔滴聚酰胺6，包括以下重量份的原料：己内酰胺100份，聚四氟乙烯微纤维3份，LiCl 0.5份，二乙基次磷酸锌10份，己二酸0.2份，水5份。
一种抗熔滴聚酰胺6的制备方法，包括以下步骤：
(1)将1kg己内酰胺、30g聚四氟乙烯微纤维、5g LiCl、100g二乙基次磷酸锌、2g己二酸、50g水加入反应釜中，通入氮气置换反应釜中的氧气；
(2)将反应釜中的温度升高至70℃后开启搅拌，调节转速为200r/min；继续升温至250℃，并调节反应釜内的压力为0.8MPa，反应6h；然后在30min内将反应容器内的压力调节至常压；
(3)调节反应釜内的压力为-0.05～-0.1MPa，在250℃下继续反应2h后停止搅拌；静置10min后，向反应釜内通氮气至常压，即得到抗熔滴聚酰胺6；
(4)出料，经铸带、切粒、萃取和干燥后，获得抗熔滴聚酰胺6切片。
实施例2
一种抗熔滴聚酰胺6，包括以下重量份的原料：己内酰胺100份，聚全氟乙丙烯微纤维2份，MgCl2 0.3份，聚磷酸胺20份，水2份。
一种抗熔滴聚酰胺6的制备方法，包括以下步骤：
(1)将1kg己内酰胺、20g聚全氟乙丙烯微纤维、3g MgCl2、200g聚磷酸胺、20g水加入反应釜中，通入氮气置换反应釜中的氧气；
(2)将反应釜中的温度升高至100℃后开启搅拌，调节转速为30r/min；继续升温至210℃，并调节反应釜内的压力为0.3MPa，反应10h；然后在45min内将反应容器内的压力调节至常压；
(3)调节反应釜内的压力为-0.05～-0.1MPa，在210℃下继续反应5h后停止搅拌；静置20min后，向反应釜内通氮气至常压，即得到抗熔滴聚酰胺6；
(4)出料，经铸带、切粒、萃取和干燥后，获得聚酰胺6切片。
实施例3
一种抗熔滴聚酰胺6，包括以下重量份的原料：己内酰胺100份，聚四氟乙烯微纤维10份，Zn(CH3COO)2 5份，磷酸三苯酯20份，对苯二甲酸2份，水10份。
一种抗熔滴聚酰胺6的制备方法，包括以下步骤：
(1)将1kg己内酰胺、100g聚四氟乙烯微纤维、50g Zn(CH3COO)2、200g磷酸三苯酯、20g对苯二甲酸、100g水加入反应釜中，通入氮气置换反应釜中的氧气；
(2)将反应釜中的温度升高至120℃后开启搅拌，调节转速为400r/min；继续升温至270℃，并调节反应釜内的压力为1.8MPa，反应3h；然后在60min内将反应容器内的压力调节至常压；
(3)调节反应釜内的压力为-0.05～-0.1MPa，在270℃下继续反应1h后停止搅拌；静置30min后，向反应釜内通氮气至常压，即得到抗熔滴聚酰胺6；
(4)出料，经铸带、切粒、萃取和干燥后，获得聚酰胺6切片。
实施例4
一种抗熔滴聚酰胺6，包括以下重量份的原料：己内酰胺100份，聚四氟乙烯微纤维3份，CeCl3 0.5份，二乙基次磷酸锌10份，己二酸0.2份，水5份。
一种抗熔滴聚酰胺6的制备方法，包括以下步骤：
(1)将1kg己内酰胺、30g聚四氟乙烯微纤维、5g CeCl3、100g二乙基次磷酸锌、2g己二酸、50g水加入反应釜中，通入氮气置换反应釜中的氧气；
(2)将反应釜中的温度升高至70℃后开启搅拌，调节转速为200r/min；继续升温至250℃，并调节反应釜内的压力为0.8MPa，反应6h；然后在30min内将反应容器内的压力调节至常压；
(3)调节反应釜内的压力为-0.05～-0.1MPa，在250℃下继续反应2h后停止搅拌；静置10min后，向反应釜内通氮气至常压，即得到抗熔滴聚酰胺6；
(4)出料，经铸带、切粒、萃取和干燥后，获得抗熔滴聚酰胺6切片。
实施例5
一种抗熔滴聚酰胺6，包括以下重量份的原料：己内酰胺100份，聚醚醚酮微纤维3份，CuCl21份，二乙基次磷酸铝10份，己二酸0.2份，水5份。
一种抗熔滴聚酰胺6的制备方法，包括以下步骤：
(1)将1kg己内酰胺、30g聚醚醚酮微纤维、5g CuCl2、100g二乙基次磷酸铝、2g己二酸、50g水加入反应釜中，通入氮气置换反应釜中的氧气；
(2)将反应釜中的温度升高至70℃后开启搅拌，调节转速为200r/min；继续升温至250℃，并调节反应釜内的压力为0.8MPa，反应6h；然后在30min内将反应容器内的压力调节至常压；
(3)调节反应釜内的压力为-0.05～-0.1MPa，在250℃下继续反应2h后停止搅拌；静置10min后，向反应釜内通氮气至常压，即得到抗熔滴聚酰胺6；
(4)出料，经铸带、切粒、萃取和干燥后，获得抗熔滴聚酰胺6切片。
实施例6
一种抗熔滴聚酰胺6，包括以下重量份的原料：己内酰胺100份，聚酰亚胺微纤维3份，NaCl2份，二乙基次磷酸钙10份，己二酸0.2份，水5份。
一种抗熔滴聚酰胺6的制备方法，包括以下步骤：
(1)将1kg己内酰胺、30g聚酰亚胺微纤维、5g NaCl、100g二乙基次磷酸钙、2g己二酸、50g水加入反应釜中，通入氮气置换反应釜中的氧气；
(2)将反应釜中的温度升高至70℃后开启搅拌，调节转速为200r/min；继续升温至250℃，并调节反应釜内的压力为0.8MPa，反应6h；然后在30min内将反应容器内的压力调节至常压；
(3)调节反应釜内的压力为-0.05～-0.1MPa，在250℃下继续反应2h后停止搅拌；静置10min后，向反应釜内通氮气至常压，即得到抗熔滴聚酰胺6；
(4)出料，经铸带、切粒、萃取和干燥后，获得抗熔滴聚酰胺6切片。
对比例1
一种抗熔滴聚酰胺6，包括以下重量份的原料：己内酰胺100份，聚四氟乙烯微纤维3份，二乙基次磷酸锌10份，己二酸0.2份，水5份。
一种抗熔滴聚酰胺6的制备方法，包括以下步骤：
(1)将1kg己内酰胺、30g聚四氟乙烯微纤维、100g二乙基次磷酸锌、2g己二酸、50g水加入反应釜中，通入氮气置换反应釜中的氧气；
(2)将反应釜中的温度升高至70℃后开启搅拌，调节转速为200r/min；继续升温至250℃，并调节反应釜内的压力为0.8MPa，反应6h；然后在30min内将反应容器内的压力调节至常压；
(3)调节反应釜内的压力为-0.05～-0.1MPa，在250℃下继续反应2h后停止搅拌；静置10min后，向反应釜内通氮气至常压，即得到抗熔滴聚酰胺6；
(4)出料，经铸带、切粒、萃取和干燥后，获得抗熔滴聚酰胺6切片。
对比例2
一种抗熔滴聚酰胺6，包括以下重量份的原料：己内酰胺100份，聚醚醚酮微纤维3份，二乙基次磷酸铝10份，己二酸0.2份，水5份。
一种抗熔滴聚酰胺6的制备方法，包括以下步骤：
(1)将1kg己内酰胺、30g聚醚醚酮微纤维、100g二乙基次磷酸铝、2g己二酸、50g水加入反应釜中，通入氮气置换反应釜中的氧气；
(2)将反应釜中的温度升高至70℃后开启搅拌，调节转速为200r/min；继续升温至250℃，并调节反应釜内的压力为0.8MPa，反应6h；然后在30min内将反应容器内的压力调节至常压；
(3)调节反应釜内的压力为-0.05～-0.1MPa，在250℃下继续反应2h后停止搅拌；静置10min后，向反应釜内通氮气至常压，即得到抗熔滴聚酰胺6；
(4)出料，经铸带、切粒、萃取和干燥后，获得抗熔滴聚酰胺6切片。
对比例3
一种抗熔滴聚酰胺6，包括以下重量份的原料：己内酰胺100份，聚酰亚胺微纤维3份，二乙基次磷酸钙10份，己二酸0.2份，水5份。
一种抗熔滴聚酰胺6的制备方法，包括以下步骤：
(1)将1kg己内酰胺、30g聚酰亚胺微纤维、100g二乙基次磷酸钙、2g己二酸、50g水加入反应釜中，通入氮气置换反应釜中的氧气；
(2)将反应釜中的温度升高至70℃后开启搅拌，调节转速为200r/min；继续升温至250℃，并调节反应釜内的压力为0.8MPa，反应6h；然后在30min内将反应容器内的压力调节至常压；
(3)调节反应釜内的压力为-0.05～-0.1MPa，在250℃下继续反应2h后停止搅拌；静置10min后，向反应釜内通氮气至常压，即得到抗熔滴聚酰胺6；
(4)出料，经铸带、切粒、萃取和干燥后，获得抗熔滴聚酰胺6切片。
对实施例和对比例制得的聚酰胺6切片进行拉伸强度、极限氧指数、垂直燃烧和熔滴测试，结果见表1。
表1
Figure BDA0002573040380000081
Figure BDA0002573040380000091
实施例1和对比例1均采用聚四氟乙烯微纤维作为抗熔滴剂，实施例1的聚酰胺6中添加了LiCl，而对比例1的聚酰胺6中不添加金属盐，其他原料和制备过程均相同；实施例5和对比例2均采用聚醚醚酮微纤维作为抗熔滴剂，实施例5的聚酰胺6中添加了CuCl2，而对比例2的聚酰胺6中不添加金属盐，其他原料和制备过程均相同；实施例6和对比例3均采用聚酰亚胺微纤维作为抗熔滴剂，实施例6的聚酰胺6中添加了NaCl，而对比例3的聚酰胺6中不添加金属盐，其他原料和制备过程均相同。从表1的测试结果来看，相较于对比例1而言，实施例1制得的聚酰胺6的拉伸强度和极限氧指数明显增大，垂直燃烧级数明显下降，且燃烧过程中不出现熔滴现象；相较于对比例2而言，实施例5制得的聚酰胺6的拉伸强度和极限氧指数明显增大，垂直燃烧级数明显下降，且燃烧过程中不出现熔滴现象；相较于对比例3而言，实施例6制得的聚酰胺6的拉伸强度和极限氧指数明显增大，垂直燃烧级数明显下降，且燃烧过程中不出现熔滴现象。这说明添加金属盐能提高聚酰胺6的拉伸强度、阻燃性能和抗熔滴性能。推测原因如下：(1)抗熔滴性能：金属离子能与抗熔滴剂形成络合网络，在聚酰胺6中起到骨架作用，这种网络结构能在聚酰胺6熔体中稳定存在，支撑聚酰胺6熔体的粘度和强度，防止其出现熔滴现象；一部分金属离子同时与抗熔滴剂和聚酰胺6络合，将后者固定在金属离子与抗熔滴剂形成的络合网络上，能更有效地防止熔滴，还能促进抗熔滴剂分散，防止团聚；金属离子与聚酰胺6中的羰基发生配位作用，形成具有网络结构的金属络合物，起到物理交联网络的作用，这种网络在聚酰胺6熔体中仍能保持，发挥防止熔滴的作用；(2)阻燃性能：金属离子通过防止聚酰胺6熔滴，有助于磷系阻燃剂在熔体表面形成炭层，从而使聚酰胺6具有更好的阻燃性能；(3)拉伸强度：通过金属离子跟抗熔滴剂和聚酰胺6形成网络结构，能使聚酰胺6具有较好的力学性能。
实施例4将实施例1中的LiCl换成了等质量的CeCl3，其他原料和制备过程均相同。从表1的测试结果来看，相较于实施例1而言，实施例4制得的聚酰胺6的简阳指数明显增大，这说明采用CeCl3能提高聚酰胺6的阻燃性能。推测原因如下：Ce3+能与磷系阻燃剂产生的气态自由基发生氧化还原反应，减少气态自由基和水蒸气的生成，从而消除其对磷系阻燃剂形成的炭层的影响，使炭层更加致密，因而能使聚酰胺6具有更好的阻燃性。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种抗熔滴聚酰胺6，其特征在于，包括以下重量份的原料：己内酰胺100份，抗熔滴剂2~10份，金属盐0.3~5份，水2~10份；所述抗熔滴剂中含有能与金属离子络合的基团。
2.如权利要求1所述的一种抗熔滴聚酰胺6，其特征在于，还包括以下重量份的原料：磷系阻燃剂8~20份。
3.如权利要求2所述的一种抗熔滴聚酰胺6，其特征在于，所述磷系阻燃剂是以凝聚相阻燃为主要阻燃机理的磷系阻燃剂。
4.如权利要求3所述的一种抗熔滴聚酰胺6，其特征在于，所述磷系阻燃剂为磷酸盐、烷基次磷酸盐、聚磷酸胺和/或其衍生物、磷酸酯和/或其衍生物中的至少一种。
5.如权利要求1所述的一种抗熔滴聚酰胺6，其特征在于，所述抗熔滴剂为氟系聚合物微纤维、聚醚醚酮微纤维和聚酰亚胺微纤维中的至少一种。
6.如权利要求1所述的一种抗熔滴聚酰胺6，其特征在于，所述金属盐的金属离子为Li+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Al3+、Fe3+、Zr4+、Zn2+、Ce3+中的至少一种，所述金属盐的酸根离子为氯离子、醋酸根离子中的至少一种。
7.如权利要求3或4所述的一种抗熔滴聚酰胺6，其特征在于，所述金属盐的金属离子为Ce3+，所述金属盐的酸根离子为氯离子、醋酸根离子中的至少一种。
8.如权利要求5所述的一种抗熔滴聚酰胺6，其特征在于，所述氟系聚合物微纤维为聚四氟乙烯微纤维、聚全氟乙丙烯微纤维中的至少一种。
9.如权利要求1所述的一种抗熔滴聚酰胺6，其特征在于，还包括以下重量份的原料：分子量调节剂0~2份。
10.一种制备如权利要求1~9之一所述的抗熔滴聚酰胺6的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将所有原料加入反应容器中，通入氮气置换反应容器中的氧气；
（2）将反应容器中的温度升高至70~120 ℃后开启搅拌，调节转速为30~400 r/min；继续升温至210~270 ℃，并调节反应容器内的压力为0.3~1.8 MPa，反应3~10 h；然后在30~120 min内将反应容器内的压力调节至常压；
（3）调节反应容器内的压力为-0.05 ~ -0.1 MPa，在210~270 ℃下继续反应1~5 h后停止搅拌；静置10~30 min后，向反应容器内通氮气，调节反应容器内压力至0.05~0.5 MPa，即得到抗熔滴聚酰胺6。
CN202010646016.5A 2020-07-07 2020-07-07 一种抗熔滴聚酰胺6及其制备方法 Active CN111892811B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010646016.5A CN111892811B (zh) 2020-07-07 2020-07-07 一种抗熔滴聚酰胺6及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010646016.5A CN111892811B (zh) 2020-07-07 2020-07-07 一种抗熔滴聚酰胺6及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111892811A true CN111892811A (zh) 2020-11-06
CN111892811B CN111892811B (zh) 2022-12-27

Family

ID=73191899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010646016.5A Active CN111892811B (zh) 2020-07-07 2020-07-07 一种抗熔滴聚酰胺6及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111892811B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113929936A (zh) * 2021-11-24 2022-01-14 四川朗迪新材料有限公司 一种玻纤增强原位聚合阻燃尼龙一次成型加工方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5013776A (en) * 1988-05-20 1991-05-07 Teijin Chemicals, Ltd. Flame-retardant polycarbonate resin composition
JPH05163580A (ja) * 1991-12-12 1993-06-29 Okuno Seiyaku Kogyo Kk ポリテトラフルオロエチレン複合無電解ニッケルめっき液
CN1320660A (zh) * 2000-04-26 2001-11-07 中国科学院大连化学物理研究所 一种阻燃的金属盐/聚酰亚胺复合材料
CN103788635A (zh) * 2014-02-10 2014-05-14 深圳市飞荣达科技股份有限公司 一种阻燃型聚己内酰胺导热塑料及其制备方法
CN104119673A (zh) * 2014-07-14 2014-10-29 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 无卤阻燃高温尼龙
CN104231620A (zh) * 2014-07-22 2014-12-24 上海日晶工程塑料科技有限公司 阻燃增强尼龙材料
CN104262620A (zh) * 2014-09-30 2015-01-07 成都拓利化工实业有限公司 一种膨胀型抗熔滴阻燃剂及其制备方法
CN104479350A (zh) * 2014-12-29 2015-04-01 江西固康新材料有限公司 一种无卤低烟雾极低气味阻燃聚己内酰胺复合物
CN104559147A (zh) * 2014-12-16 2015-04-29 惠州力王佐信科技有限公司 一种抗滴落抑烟型环保导热材料及其制备方法
CN106637451A (zh) * 2016-12-27 2017-05-10 常州市兴诚高分子材料有限公司 聚四氟乙烯微纤维的制备方法
CN111269408A (zh) * 2020-02-28 2020-06-12 浙江恒澜科技有限公司 一种基于原位聚合的阻燃抗熔滴负离子保健聚酯及其制备方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5013776A (en) * 1988-05-20 1991-05-07 Teijin Chemicals, Ltd. Flame-retardant polycarbonate resin composition
JPH05163580A (ja) * 1991-12-12 1993-06-29 Okuno Seiyaku Kogyo Kk ポリテトラフルオロエチレン複合無電解ニッケルめっき液
CN1320660A (zh) * 2000-04-26 2001-11-07 中国科学院大连化学物理研究所 一种阻燃的金属盐/聚酰亚胺复合材料
CN103788635A (zh) * 2014-02-10 2014-05-14 深圳市飞荣达科技股份有限公司 一种阻燃型聚己内酰胺导热塑料及其制备方法
CN104119673A (zh) * 2014-07-14 2014-10-29 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 无卤阻燃高温尼龙
CN104231620A (zh) * 2014-07-22 2014-12-24 上海日晶工程塑料科技有限公司 阻燃增强尼龙材料
CN104262620A (zh) * 2014-09-30 2015-01-07 成都拓利化工实业有限公司 一种膨胀型抗熔滴阻燃剂及其制备方法
CN104559147A (zh) * 2014-12-16 2015-04-29 惠州力王佐信科技有限公司 一种抗滴落抑烟型环保导热材料及其制备方法
CN104479350A (zh) * 2014-12-29 2015-04-01 江西固康新材料有限公司 一种无卤低烟雾极低气味阻燃聚己内酰胺复合物
CN106637451A (zh) * 2016-12-27 2017-05-10 常州市兴诚高分子材料有限公司 聚四氟乙烯微纤维的制备方法
CN111269408A (zh) * 2020-02-28 2020-06-12 浙江恒澜科技有限公司 一种基于原位聚合的阻燃抗熔滴负离子保健聚酯及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
胡学贵: "《高分子化学及工艺学》", 31 May 1991, 化学工业出版社 *
黄世德等: "《基础化学分析》", 31 May 1984, 四川科学技术出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113929936A (zh) * 2021-11-24 2022-01-14 四川朗迪新材料有限公司 一种玻纤增强原位聚合阻燃尼龙一次成型加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111892811B (zh) 2022-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111057367B (zh) 一种高持久阻燃尼龙6及其制备方法
US20210010173A1 (en) Method for preparing halogen-free low-smoke intrinsic flame-retardant nylon 66 composite material
CN106675007B (zh) 一种阻燃聚酰胺6及其制备方法
CN112920410B (zh) 一种磷-硅协效阻燃抗熔滴尼龙6树脂及其制备方法
CN103160025A (zh) 一种高灼热丝耐浸水不析出无卤阻燃聚丙烯材料及其制备方法
CN109438976B (zh) 共聚尼龙制品及其制备方法
CN106832911A (zh) 一种阻燃聚酰胺66及其制备方法
CN102675630A (zh) 一种无卤阻燃尼龙6的制备方法
CN111892811B (zh) 一种抗熔滴聚酰胺6及其制备方法
Li et al. Preparation and characterization of flame-retarded polyamide 66 with melamine cyanurate by in situ polymerization
CN113956291B (zh) 二酸单体、共聚阻燃剂及其制备的共聚阻燃尼龙和方法
CN112812555A (zh) 一种原位聚合型n-p协效阻燃尼龙及其制备方法
CN112341804A (zh) 一种阻燃性聚酰胺复合材料的制备方法
CN111748091B (zh) 一种P-N-Si协效阻燃聚酰胺6及其制备方法
CN105133085A (zh) 环保型阻燃聚酯膨体长丝的制备方法
CN115011078A (zh) 一种阻燃环保pet塑料及其制备方法
Drigo et al. Intrinsically flame retardant polyamides: Research progress in the last 15 years
CN114059188A (zh) 一种阻燃聚丙烯纤维及其制备方法
CN112239601B (zh) 一种抗熔滴阻燃尼龙材料的制备方法
CN116063831A (zh) 一种阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法和应用
CN114874456B (zh) 无卤阻燃可降解塑料的天然木质素改性方法
CN113801162B (zh) 二酸单体、共聚阻燃剂和共聚阻燃尼龙及其制备方法
CN106633043B (zh) 一种无卤阻燃聚酰胺6及其制备方法
CN114395124A (zh) 聚酰胺复合材料及其合成方法
Shi et al. Preparation and Properties of Smoke Suppressive Silicone Oil Modified by Dicyandiamide

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
CB02 Change of applicant information

Address after: 311200 29 Chenghu Road, Yaqian Town, Xiaoshan District, Hangzhou City, Zhejiang Province

Applicant after: Zhejiang Hengyi Petrochemical Research Institute Co.,Ltd.

Address before: 311200 Room 501, 3 Blocks, Pearl Plaza, South Bank of Xiaoshan Economic and Technological Development Zone, Xiaoshan District, Hangzhou City, Zhejiang Province

Applicant before: ZHEJIANG HENGLAN TECHNOLOGY Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant