CN114989600A - 一种可替代pc成型高光、耐刮擦面板的无卤阻燃尼龙材料 - Google Patents
一种可替代pc成型高光、耐刮擦面板的无卤阻燃尼龙材料 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种可替代PC成型高光、耐刮擦面板的无卤阻燃尼龙材料，该复合材料的原料组成包括：PA685~98%；氮系阻燃剂1~10%；稳定添加剂0.1~0.8%；润滑增强剂0.3~1.5%；钛白粉0.3~1.5%。所述氮系阻燃剂选为MCA；所述润滑增强剂剂为硬脂酸钙，EBS和TAF三者按一定比例复配；所述耐刮擦增强剂是复配的尼龙成核剂，所述钛白粉为进口金红石型钛白粉。本发明提供的无卤阻燃尼龙材料，优良的综合性能和外观性能。
Description
技术领域
本发明涉及低压电器制造领域，具体涉及到墙开插座面板用复合改性材料的开发。
背景技术
市面上主流的插座（开关）面板一般都是选用聚碳酸酯（PC），这是由于它具有综合稳定的力学性能、热性能及电性能。但其化学性质为耐弱酸、耐弱碱、耐中性油、不耐紫外光和不耐强碱，具有稳定性差、存在应力易于裂开、对缺口抗冲击力低、耐磨性差、流动性差和影响加工注塑成型等缺点。
PA6具有优良的电气性能,即使在高湿环境下仍具有较好的电绝缘性且耐腐蚀,十分耐碱和大多数盐液,还耐弱酸、机油、汽油等溶剂,又因其制品重量轻、易染色、易成型,有较低的熔融粘度,能快速流动。易于充模,充模后凝固点高,能快速定型等特点，故成型周期短,生产效率高。
但在实际改性过程中由于PA6是半结晶聚合物，易结晶短周期是优点也是缺点，会导致多孔面板熔接线很难消除，且又因为MCA和钛白粉的添加在保证材料综合理化性能和高光表面麻点以及阻燃等性能和外观的平衡中存在很大的配方设计和生产难点。
发明内容
本发明解决了上述PA6改性生产高光面板材料的各种难点，提供了一种非常有经济优势替代PC材料生产高光面板的解决方案，具有一定的创新性和较大的社会经济价值。
本发明是通过以下技术方案实现的
一种可替代PC成型高光、耐刮擦面板的无卤阻燃尼龙材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料组成：
PA6 85~98%；
氮系阻燃剂 1~10%；
稳定添加助剂 0.1~0.8 %；
润滑增强复配剂 0.3~1.5%；
耐刮擦增强剂 0.1~0.5%；
钛白粉 0.3~1.5%。
上述的一种可替代PC成型高光、耐刮擦面板的无卤阻燃尼龙材料，所述PA6是一种高流动性PA(融指:≥150g/10min,测试条件为230℃，2.16kg)。
上述的一种可替代PC成型高光、耐刮擦面板的无卤阻燃尼龙材料所述氮系阻燃剂为MCA，且该MCA经过表面包覆处理，MCA的用量范围最好为1~10%，更优选的用量范围3~6%。
上述的一种可替代PC成型高光、耐刮擦面板的无卤阻燃尼龙材料中稳定剂是抗氧剂，优选的是N,N-双-（3-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酰基）己二胺（抗氧剂1098）、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸脂（抗氧剂168）、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧剂1010）中的一种或多种，其中以组合物的总重量计，考虑到综合成本和实际所要达到的效果，抗氧剂的用量范围最好约为0.1~0.8%，更优选的用量为0.3~0.6%，主抗氧剂和辅助抗氧剂的比例最好为1：1，最优选的方案是抗氧剂1098：抗氧剂1010=1：1，添加比例为0.5%。
上述的一种可替代PC成型高光、耐刮擦面板的无卤阻燃尼龙材料中润滑增强复配剂为硬脂酸钙、乙撑双脂肪酸酰胺（EBS）、改性乙撑双脂肪酸酰胺（TAF）、乙烯-丙烯酸共聚物其中的二种或多种，其中优选的是用硬脂酸钙、EBS和TAF三种复配，既有非常好的润滑效果而且能防止单一润滑剂添加过量饱和且水煮或放置会导致析出，润滑增强剂的具体比例为硬脂酸钙：TAF：EBS=2：1：1，润滑增强剂优选的用量为1.0~1.4%。
上述的一种可替代PC成型高光、耐刮擦面板的无卤阻燃尼龙材料中的耐刮擦增强剂为10000目超微细滑石粉和尼龙成核剂HK145按一定比例复配助剂，优选的添加比例为0.1~0.5%，最经济优选的添加比例为0.25%。
上述的一种可替代PC成型高光、耐刮擦面板的无卤阻燃尼龙材料中的钛白粉为进口金红石型钛白粉，优选的添加比例为0.3~1.5%，更优选的用量范围为0.7~1.1%，最优选的添加比例为0.85%。
上述的一种可替代PC成型高光、耐刮擦面板的无卤阻燃尼龙材料，其特征是：所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为40：1，主机转速为400-500rpm，，所述的各温区的温度设置为：一区：90±10℃，二区到四区225±10℃，五区七区210±10℃，六区到九区200±10℃，机头210±10℃；
所述氮系阻燃剂从第五区侧喂加入。
本发明通过选用高流动性PA6树脂，使用复配出润滑增强剂和耐刮擦增强剂及使用通过用经过表面包覆处理的MCA来制备无卤阻燃尼龙材料，用该材料注塑的面板不仅表面耐刮擦、高光泽、无麻点，还无明显的熔接痕等外观不良且综合性能优良。
具体实施方式
MCA的表面包覆处理方法：先把环氧基硅烷KH-560和酞酸酯偶联剂TMC-102按一定的比例复配(如1:1~2:1)，把粉末MCA在烘箱中烘干（120℃，4h）,接着把烘干的MCA和复配的偶联剂按一定比例在高速搅拌锅混合均匀, (按重量计，复配的偶联剂是烘干的MCA的1~3%,搅拌速度1000~2000转/分钟，混合时间1~3min)，最后通过超声波振动筛处理 (处理时间为3~5分钟)。
下面将结合对比例1和实施列1~7，对本发明做进一步的说明。
按表1的配比称取各原材料，在高混机中进行混合，然后通过优化螺杆组合的双螺杆挤出机进行挤出造粒成复合材料。将上述对比例和实施列所制得的复合材料进行常规理化分析、注塑外观分析和灼热丝实验分析，考察复合材料的常规理化性能，外观状况和阻燃性。
表1对比例1和实施列1~7的具体配比
表1
表2是对比例1和实施列1~7的常规理化性能和灼热丝实验分析结果
表2
通过表2得知，当主喂MCA添加的比例小于或等于4%时材料无法通过850℃，1.0mm厚圆片的灼热丝实验，MCA通过侧位方式添加，3%时能通过该灼热丝实验，且综合性能最优，但低于2%时该灼热丝实验不通过。
表3是对比例1和实施列1~7的外观成型结果分析
表3
通过表3对材料注塑六孔面板的外观分析对比，得知当MCA侧喂添加3%时，且润滑增强剂添加比例超过1.2%时面板外观最优（无麻点和熔接线）。
表4是对比例1和实施列1~7的耐刮擦效果对比分析
耐刮擦评估方法：用百格法刮擦测试仪（具体参数设定，刮擦力20N，速度3mm/s,样条宽度0.5*线间距2mm*线条数量20根）处理色板后对比刮擦区和非刮擦区的色差判断材料的耐刮擦效果（色差越小，耐刮擦效果越好）。
表4
通过对表4的分析，通过添加耐刮擦增强剂后，材料的耐刮擦性能得到大幅度的提升，润滑增强剂的增加一定程度上提升了材料的耐刮擦效果。
以上实施列仅供说明本发明使用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。
Claims (8)
1.一种可替代PC成型高光、耐刮擦面板的无卤阻燃尼龙材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料组成：
PA6 85~98%；
氮系阻燃剂1~10%；
稳定添加助剂 0.1~0.8 %；
润滑增强剂0.3~1.5%；
耐刮擦增强剂 0.1~0.5%；
钛白粉 0.3~1.5%。
2.根据权利要求1所述的一种可替代PC成型高光、耐刮擦面板的无卤阻燃尼龙材料，其特征是：所述PA6是一种高流动性PA,融指:≥150g/10min,测试条件为230℃，2.16kg。
3.根据权利要求1所述的一种可替代PC成型高光、耐刮擦面板的无卤阻燃尼龙材料，其特征是：所述氮系阻燃剂为粉末状三聚氰胺氰尿酸盐（MCA），且经过表面包覆处理。
4.根据权利要求1所述的一种可替代PC成型高光、耐刮擦面板的无卤阻燃尼龙材料，其特征是：所述稳定剂是抗氧剂，可以是N,N-双-（3-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酰基）己二胺（抗氧剂1098）、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸脂（抗氧剂168）、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧剂1010）中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种可替代PC成型高光、耐刮擦面板的无卤阻燃尼龙材料，其特征在是：所述润滑增强剂为硬脂酸钙、乙撑双脂肪酸酰胺（EBS）、改性乙撑双脂肪酸酰胺（TAF）、乙烯-丙烯酸共聚物其中的2种或多种复配。
6.根据权利要求1所述的一种可替代PC成型高光、耐刮擦面板的无卤阻燃尼龙材料，其特征是：所述耐刮擦增强剂是复配的尼龙成核剂。
7.根据权利要求1所述的一种可替代PC成型高光、耐刮擦面板的无卤阻燃尼龙材料，其特征是：所述钛白粉为进口金红石型钛白粉。
8.根据权利要求1所述的一种可替代PC成型高光、耐刮擦面板的无卤阻燃尼龙材料的制备方法，其特征是：所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为40：1，主机转速为400-500rpm，所述的各温区的温度设置为：一区：90±10℃，二区到四区225±10℃，五区七区210±10℃，六区到九区200±10℃，机头210±10℃；
所述氮系阻燃剂从第五区侧喂加入。
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