CN114031936B - 一种mca阻燃pa66组合物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种MCA阻燃PA66组合物及其制备方法。所述MCA阻燃PA66组合物，按重量份数计，包括组分：PA66树脂85‑90份；氰尿酸三聚氰胺6‑8份；聚乙烯蜡和芥酸酰胺复配物0.2‑1份；其中，聚乙烯蜡和芥酸酰胺的重量比为（0.5~2）：1。本发明在MCA阻燃PA66树脂体系中，通过添加特定配比的聚乙烯蜡和芥酸酰胺复配物，可以显著降低MCA阻燃剂在热加工过程中的热分解，从而避免材料在注塑加工过程中MCA降解产生小分子气体导致制件表面产生严重的水花问题，拓宽了MCA阻燃PA66材料的加工窗口，进一步实现MCA阻燃PA66材料的推广应用。

Description

一种MCA阻燃PA66组合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种MCA阻燃PA66组合物及其制备方法和应用。
背景技术
氰尿酸三聚氰胺（MCA）是一种性能优良的无卤阻燃剂，与含磷、含卤素阻燃剂相比，其具有毒性低、阻燃效率高、适用性强、价格便宜、绿色环保等优势，特别适用于尼龙66的阻燃改性中。采用MCA阻燃的尼龙66材料，其电气性能和力学性能优异，能够很好的满足电子电气领域（如连接器、断路器、电器壳体等）对材料的性能需求。然而，由于尼龙66的加工温度较高，在进行注塑生产过程中，容易造成MCA的降解产生小分子气体，导致制件表面产生严重的水花问题，无法达到外观制件的外观要求。这个问题使这一类材料的加工窗口很窄，限制了MCA阻燃尼龙66材料的推广应用。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种MCA阻燃PA66组合物，解决了材料注塑加工的水花问题，其注塑制件表面不会产生水花，能够满足外观制件的使用要求。
本发明的另一目的在于提供上述MCA阻燃PA66组合物的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种MCA阻燃PA66组合物，按重量份数计，包括以下组分：
PA66树脂 85-90份；
氰尿酸三聚氰胺 6-8份；
聚乙烯蜡和芥酸酰胺复配物 0.2-1份；
其中，所述聚乙烯蜡和芥酸酰胺复配物中聚乙烯蜡和芥酸酰胺的重量比为（0.5~2）：1。
本发明经研究意外发现，将聚乙烯蜡和芥酸酰胺按一定比例复配，添加到MCA阻燃PA66树脂体系中，可以显著降低MCA阻燃剂在热加工过程中的热分解，很好的改善了MCA阻燃PA66材料经注塑加工易产生水花的缺陷。优选的，所述聚乙烯蜡和芥酸酰胺的重量比为（0.8~1.5）：1；更优选的，所述聚乙烯蜡和芥酸酰胺的重量比为（1~1.2）：1。
聚乙烯蜡和芥酸酰胺复配物在本发明要求的添加量下，即能够明显改善材料水花缺陷。添加过少，对水花问题改善效果差；添加过多不仅提高了材料成本，而且在加工过程中聚乙烯蜡和芥酸酰胺会析出沉积在模具上，需要多次清洁，降低生产效率，且在产品使用过程中仍会不断析出，影响使用。优选的，所述聚乙烯蜡和芥酸酰胺复配物0.4-0.9份；更优选的，所述聚乙烯蜡和芥酸酰胺复配物0.7-0.8份。
优选的，所述聚乙烯蜡的软化点为95-110℃；更优选的，所述聚乙烯蜡的软化点为106-108℃。
本发明对PA66树脂并无限制，可根据实际加工需要选择合适的注塑级PA66树脂，其均能实现本发明效果。本发明优选相对粘度为2.0-2.8的PA66树脂。
根据材料性能需求，本发明所述的MCA阻燃PA66组合物，按重量份数计，还包括0.1-0.2份抗氧剂。
合适的抗氧剂可选自N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。本发明可以根据实际情况选择抗氧剂种类添加。
本发明还提供上述MCA阻燃PA66组合物的制备方法，包括以下步骤：按照配比，将各组分投入高速混合机中混合至均匀后，加入双螺杆挤出机中，挤出造粒，制得MCA阻燃PA66组合物；其中，挤出温度为160℃~280℃；螺杆转速为300-400转/分钟。
本发明还提供上述MCA阻燃PA66组合物在制备电器外壳中的应用。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明在MCA阻燃PA66树脂体系中，通过添加特定配比的聚乙烯蜡和芥酸酰胺复配物，其可以对MCA阻燃剂起包覆作用，显著降低其在热加工过程中的热分解，从而避免材料在注塑加工过程中MCA降解产生小分子气体导致制件表面产生严重的水花问题，拓宽了MCA阻燃PA66材料的加工窗口，进一步实现MCA阻燃PA66材料的推广应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
对本发明实施例及对比例所用的原材料做如下说明，但不限于这些材料：
PA66树脂1：PA66EP-158，浙江华峰集团，相对粘度为2.7；
PA66树脂2：PA66 EPR27，神马实业股份有限公司，相对粘度为2.7；
氰尿酸三聚氰胺：MCA，寿光卫东化工有限公司；
聚乙烯蜡1：软化点为95℃， SN9088D，青岛赛诺新材料有限公司；
聚乙烯蜡2：软化点为105℃，SN9010，青岛赛诺新材料有限公司；
芥酸酰胺：天津金汇太亚化学试剂有限公司；
聚乙烯蜡与芥酸酰胺复配物1：聚乙烯蜡1与芥酸酰胺的重量比为0.5:1；
聚乙烯蜡与芥酸酰胺复配物2：聚乙烯蜡1与芥酸酰胺的重量比为0.8:1；
聚乙烯蜡与芥酸酰胺复配物3：聚乙烯蜡1与芥酸酰胺的重量比为1:1；
聚乙烯蜡与芥酸酰胺复配物4：聚乙烯蜡1与芥酸酰胺的重量比为1.5:1；
聚乙烯蜡与芥酸酰胺复配物5：聚乙烯蜡1与芥酸酰胺的重量比为2:1；
聚乙烯蜡与芥酸酰胺复配物6：聚乙烯蜡2与芥酸酰胺的重量比为1:1；
聚乙烯蜡与芥酸酰胺复配物7：聚乙烯蜡1与芥酸酰胺的重量比为0.2:1；
聚乙烯蜡与芥酸酰胺复配物8：聚乙烯蜡1与芥酸酰胺的重量比为5:1；
乙撑双硬脂酸酰胺，青岛赛诺新材料有限公司：
硬脂酸钙：天津金汇太亚化学试剂有限公司
双硬脂酸铝：天津金汇太亚化学试剂有限公司
抗氧剂：N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺，市售。
实施例和对比例的制备方法：
按照配比，将各组分投入高速混合机中混合至均匀后，加入双螺杆挤出机中，挤出造粒，制得PA66组合物；其中，挤出温度设置为一区160℃，二区260℃，三区260℃，四区265℃，五区275℃，六区280℃，七区280℃，八区280℃，九区280℃；螺杆转速为400转/分钟。
性能测试方法：
水花情况评估方法：采用方板模具作为水花评估模具，注塑温度280℃。将实施例和对比例制得的PA66组合物分别经280℃储料后热滞留5min，然后注塑成100mm*100mm的方板，观察水花情况，计算A=有水花的面积/方板总面积*100%，水花情况评价标准如下：
表1：水花情况评价标准
表2：实施例1-12各组分配比（按重量份数计）及性能测试结果
接表2：
表3：对比例1-10各组分配比（按重量份数计）及性能测试结果
接表3：
由上述实施例和对比例可以看出，本发明通过在MCA阻燃PA66树脂体系中添加一定配比的聚乙烯蜡和芥酸酰胺的复配物，显著改善了材料经注塑加工易产生水花缺陷的问题，制得的注塑制件外观良好（仅产生轻微水花，甚至完全不会有水花产生）。
对比例1/2与实施例3比较，聚乙烯蜡与芥酸酰胺复配物3添加量过少，注塑制件水花缺陷严重；添加过量，虽然能够改善水花问题，但在注塑过程中聚乙烯蜡和芥酸酰胺会析出沉积在模具上，需要多次清洁，影响生产效率，且在产品使用过程中仍会不断析出，影响产品使用。
对比例3/4/5/6与实施例3比较，聚乙烯蜡与芥酸酰胺复配物配比不在要求范围内，或者，单独添加聚乙烯蜡/芥酸酰胺，不能很好的改善材料的水花问题，其注塑制件仍有严重水花缺陷。
对比例7/8/9与实施例3比较，采用乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸钙或双硬脂酸铝代替聚乙烯蜡与芥酸酰胺复配物的使用，对材料的注塑水花问题并无明显的改善效果。
对比例10，不添加聚乙烯蜡与芥酸酰胺复配物，材料的注塑制件水花严重。

Claims (11)

1.一种MCA阻燃PA66组合物，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
PA66树脂 85-90份；
氰尿酸三聚氰胺 6-8份；
聚乙烯蜡和芥酸酰胺复配物 0.2-1份；
其中，所述聚乙烯蜡和芥酸酰胺复配物中聚乙烯蜡和芥酸酰胺的重量比为（0.5~2）：1；
所述聚乙烯蜡的软化点为95-110℃。
2.根据权利要求1所述的MCA阻燃PA66组合物，其特征在于，所述聚乙烯蜡和芥酸酰胺复配物中聚乙烯蜡和芥酸酰胺的重量比为（0.8~1.5）：1。
3.根据权利要求2所述的MCA阻燃PA66组合物，其特征在于，所述聚乙烯蜡和芥酸酰胺复配物中聚乙烯蜡和芥酸酰胺的重量比为（1~1.2）：1。
4.根据权利要求1所述的MCA阻燃PA66组合物，其特征在于，所述聚乙烯蜡和芥酸酰胺复配物的用量为0.4-0.9份。
5.根据权利要求4所述的MCA阻燃PA66组合物，其特征在于，所述聚乙烯蜡和芥酸酰胺复配物的用量为0.7-0.8份。
6.根据权利要求1所述的MCA阻燃PA66组合物，其特征在于，所述聚乙烯蜡的软化点为106-108℃。
7.根据权利要求1所述的MCA阻燃PA66组合物，其特征在于，所述PA66树脂相对粘度为2.0-2.8。
8.根据权利要求1所述的MCA阻燃PA66组合物，其特征在于，按重量份数计，还包括0.1-0.2份抗氧剂。
9.根据权利要求8所述的MCA阻燃PA66组合物，其特征在于，所述抗氧剂选自N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
10.根据权利要求1-9任一项所述的MCA阻燃PA66组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照配比，将各组分投入高速混合机中混合至均匀后，加入双螺杆挤出机中，挤出造粒，制得MCA阻燃PA66组合物；其中，挤出温度为160℃~280℃；螺杆转速为300-400转/分钟。
11.根据权利要求1-9任一项所述的MCA阻燃PA66组合物在制备电器外壳中的应用。
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