CN112063015A - 一种尼龙用无卤阻燃母粒及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种尼龙用无卤阻燃母粒及其制备方法，包括以下重量份数的组分：蜜胺聚磷酸盐类化合物75‑85份，氧化膦10‑25份，分散剂0.5‑0.8份，抗氧剂0.2‑0.5份，在具体制备时，按照设定重量份数，称取蜜胺聚磷酸盐类化合物、氧化膦、分散剂和抗氧剂，投入搅拌机中；在搅拌机中进行搅拌，搅拌温度保持在20‑50℃间，搅拌时间为4‑8分钟，形成混合料；将混合料放入挤出设备中挤出、造粒，挤出温度在210‑250℃间，冷却后得到无卤阻燃母粒。本发明抑烟效果更明显，在阻燃性能方面彼此起协同增效作用；燃烧过程伴随较少的发烟量，一定程度的可改善一般磷酸酯类阻燃剂挥发性大、抗迁移性差和抗热老化性欠佳的缺点。

Description

一种尼龙用无卤阻燃母粒及其制备方法

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体地说是一种尼龙用无卤阻燃母粒及其制备方法。

背景技术

溴系阻燃剂：大多在200℃～300℃下分解，分解时通过捕捉高分子材料降解反应生成的自由基，延缓或终止燃烧的链反应，释放出的HBr是一种难燃气体，可以覆盖在材料的表面，起到阻隔表面可燃气体的作用。溴系阻燃剂的适用范围广泛，是目前世界上产量最大的有机阻燃剂之一，主要产品有十溴二苯醚、四澳双酚A、五溴甲苯和六溴环十二烷等。三是磷系阻燃剂：也是一种阻燃性能良好的阻燃剂，在全球阻燃剂非卤化动向的驱使下，国外对此进行了大量的研究。有机磷系阻燃剂主要产品有磷酸三苯酚、磷酸二甲苯酯、丁苯系磷酸酯等。磷酸酯类的特点是具有阻燃与增塑双重功能。含磷无机阻燃剂主要产品有红磷阻燃剂、磷酸铵盐、聚磷酸铵等。红磷的阻燃效果比磷酸酯类的阻燃效果更好。其用量也在增加。含磷无机阻燃剂因其热稳定性好、不挥发。不产生腐蚀性气体、效果持久、毒性低等优点而获得广泛的应用。

卤素阻燃剂的优点是用量少、阻燃效率高且适应性广，但其严重缺点是燃烧时生成大量的烟和有毒且具腐蚀性的气体，危害很大。近几年开发无卤阻燃剂取代卤素阻燃剂已成为世界阻燃发展趋势。研究开发新型阻燃剂，降低材料燃烧时的烟量及有毒气体量，成为近年来阻燃领域中的重点研究课题之一。目前采用的抑烟剂主要以金属氧化物、过渡金属氧化物为主，主要有硼酸锌、铝化合物（三氧化铝、铅酸铵）及其复配物、镁－锌复合物、二茂铁、氧化锡、氧化铜等。协同体系阻燃效果好、成本低，既可阻燃又可抑烟，常用的协同体系主要是卤－磷、锑－磷、磷－氮等，达到提高阻燃性能的目的。红磷是主要的阻燃协效制之一，它对氢氧化铝、氮等阻燃体系都有协效作用。磷系阻燃剂材料的制造及阻燃机理方法；多聚磷酸盐在着火物表面上形成一定厚度的玻璃层状物，它可以渗透到可燃物的气孔内，并阻止空气与可燃物的接触而起到防火层作用。磷酸铵盐分解放出的氨对火焰也能起抑制和冷却作用，磷酸铵盐还可以使燃烧物表面炭化，这种炭化层是热的不良导体，可以减缓燃烧过程，降低火焰温度对火焰起着中断燃烧链反应的使用。

1、 凝相机理：

⑴ 磷系阻燃剂熔化封闭燃烧物表面，形成玻璃体复盖层，起隔热作用。

⑵ 在燃烧温度下，发生分解并和卤素生成ZnX3 ZnOX（X=C1、Br）复盖于燃烧物体表面、隔绝空气、抑制继续燃烧。

⑶ 在燃烧温度下放出结晶水，起到冷却和吸热作用。

2、 焰相机理：

⑴ 磷系阻燃剂和卤代有机化合物结合、生成气态。在火焰中放出卤化氢对阻止高活性自由基之间的链锁反应，对抑制燃烧的进行等有催化作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种尼龙用无卤阻燃母粒及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种尼龙用无卤阻燃母粒，包括以下重量份数的组分：

蜜胺聚磷酸盐类化合物75-85份，氧化膦10-25份，分散剂0.5-0.8份，抗氧剂0.2-0.5份。

所述蜜胺聚磷酸盐类化合物为蜜胺焦磷酸盐、焦磷酸三聚氰胺、焦磷酸二三聚氰胺和三聚氰胺聚磷酸盐中的任一种。

所述氧化膦为三苯基氧化膦

所述分散剂为长链脂肪烃酸酰胺化合物，该长链脂肪烃酸酰胺化合物为硬脂酸酰胺。油酸酰胺、芥酸酰胺或二十二酰胺。

所述抗氧化剂为N-苯基-α-萘胺、烷基吩噻嗪、苯并三氮唑衍生物或巯基苯并噻唑衍生物。

所述蜜胺聚磷酸盐类化合物的粒径为2000-5000目。

一种尼龙用无卤阻燃母粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

按照设定重量份数，称取蜜胺聚磷酸盐类化合物、氧化膦、分散剂和抗氧剂，投入搅拌机中；

在搅拌机中进行搅拌，搅拌温度保持在20-50℃间，搅拌时间为4-8分钟，形成混合料；

将混合料放入挤出设备中挤出、造粒，挤出温度在210-250℃间，冷却后得到无卤阻燃母粒。

本发明由于燃烧时阻燃剂磷酸盐发生聚合反应，从而比卤素与三氧化二锑阻燃更好，抑烟效果更明显。分子中同时兼有碳源和酸源。在阻燃性能方面彼此起协同增效作用；分子中的无溴含量，燃烧过程伴随较少的发烟量，一定程度的可改善一般磷酸酯类阻燃剂挥发性大、抗迁移性差和抗热老化性欠佳的缺点。碳—磷系阻燃剂通过利用不同的作用机理，互相补充，达到协同增效的结果。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例一

一种尼龙用无卤阻燃母粒，包括以下重量份数的组分：蜜胺聚磷酸盐类化合物75份，氧化膦10份，分散剂0.5份，抗氧剂0.2份，蜜胺聚磷酸盐类化合物为2000目的蜜胺焦磷酸盐，氧化膦为三苯基氧化膦，分散剂为硬脂酸酰胺，抗氧化剂为N-苯基-α-萘胺。

具体制备方法为：

按照设定重量份数，称取蜜胺聚磷酸盐类化合物、氧化膦、分散剂和抗氧剂，投入搅拌机中；

在搅拌机中进行搅拌，搅拌温度保持在20℃间，搅拌时间为8分钟，形成混合料。

将混合料放入挤出设备中挤出、造粒，挤出温度在250℃间，冷却后得到无卤阻燃母粒，在母粒的分子中兼有碳源和酸源，在阻燃性能方面彼此起协同增效作用；分子中的无溴含量，燃烧过程伴随较少的发烟量，一定程度的可改善一般磷酸酯类阻燃剂挥发性大、抗迁移性差和抗热老化性欠佳的缺点。碳—磷系阻燃剂通过利用不同的作用机理，互相补充，达到协同增效的结果。从而提升了整体的品质。低成本高憎水性，耐水解的无迁移磷碳系阻燃剂，该母粒可减少使用过程中的粉尘。

实施例二

一种尼龙用无卤阻燃母粒，包括以下重量份数的组分：蜜胺聚磷酸盐类化合物80份，氧化膦15份，分散剂0.6份，抗氧剂0.3份，蜜胺聚磷酸盐类化合物为4000目的三聚氰胺聚磷酸盐，氧化膦为三苯基氧化膦，分散剂为硬脂酸酰胺，抗氧化剂为苯并三氮唑衍生物。

具体制备方法为：

按照设定重量份数，称取蜜胺聚磷酸盐类化合物、氧化膦、分散剂和抗氧剂，投入搅拌机中；

在搅拌机中进行搅拌，搅拌温度保持在35℃间，搅拌时间为6分钟，形成混合料。

将混合料放入挤出设备中挤出、造粒，挤出温度在230℃间，冷却后得到无卤阻燃母粒。

实施例三

一种尼龙用无卤阻燃母粒，包括以下重量份数的组分：蜜胺聚磷酸盐类化合物85份，氧化膦25份，分散剂0.8份，抗氧剂0.5份，蜜胺聚磷酸盐类化合物为5000目的焦磷酸三聚氰胺，氧化膦为三苯基氧化膦，分散剂为硬脂酸酰胺，抗氧化剂为苯并三氮唑衍生物。

具体制备方法为：

按照设定重量份数，称取蜜胺聚磷酸盐类化合物、氧化膦、分散剂和抗氧剂，投入搅拌机中；

在搅拌机中进行搅拌，搅拌温度保持在50℃间，搅拌时间为4分钟，形成混合料。

将混合料放入挤出设备中挤出、造粒，挤出温度在210℃间，冷却后得到无卤阻燃母粒。

需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是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 (7)

1.一种尼龙用无卤阻燃母粒，其特征在于，包括以下重量份数的组分：

蜜胺聚磷酸盐类化合物75-85份，氧化膦10-25份，分散剂0.5-0.8份，抗氧剂0.2-0.5份。

2.根据权利要求1所述的尼龙用无卤阻燃母粒，其特征在于，所述蜜胺聚磷酸盐类化合物为蜜胺焦磷酸盐、焦磷酸三聚氰胺、焦磷酸二三聚氰胺和三聚氰胺聚磷酸盐中的任一种。

3.根据权利要求3所述的尼龙用无卤阻燃母粒，其特征在于，所述氧化膦为三苯基氧化膦。

4.根据权利要求3所述的尼龙用无卤阻燃母粒，其特征在于，所述分散剂：为长链脂肪烃酸酰胺化合物，该长链脂肪烃酸酰胺化合物为硬脂酸酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺或二十二酰胺。

5.根据权利要求4所述的尼龙用无卤阻燃母粒，其特征在于，所述抗氧化剂为N-苯基-α-萘胺、烷基吩噻嗪、苯并三氮唑衍生物或巯基苯并噻唑衍生物。

6.根据权利要求5所述的尼龙用无卤阻燃母粒，其特征在于，所述蜜胺聚磷酸盐类化合物的粒径为2000-5000目。

7.一种根据权利要求1-6中任一项所述的尼龙用无卤阻燃母粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

按照设定重量份数，称取蜜胺聚磷酸盐类化合物、氧化膦、分散剂和抗氧剂，投入搅拌机中；

在搅拌机中进行搅拌，搅拌温度保持在20-50℃间，搅拌时间为4-8分钟，形成混合料；

将混合料放入挤出设备中挤出、造粒，挤出温度在210-250℃间，冷却后得到无卤阻燃母粒。