CN115572387A - 一种低熔点共聚阻燃聚酰胺的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子材料领域,针对阻燃、低熔点聚酰胺制备困难的问题,提供一种低熔点共聚阻燃聚酰胺的制备方法,将聚酰胺的共聚单体组分、协同阻燃剂盐和助剂共聚制得低熔点共聚阻燃聚酰胺,所述协同阻燃剂盐的制备方法为:氮系阻燃剂和带有支链或侧基的长链二元酸反应成氮系阻燃剂盐,含羧基的磷系阻燃剂和带有支链或侧基的长链二元胺反应成磷系阻燃剂盐,将氮系阻燃剂盐和磷系阻燃剂盐以任意比例混合得到协同阻燃剂盐。本发明先将阻燃剂与带有支链或侧基的长链组分反应成阻燃剂盐,再将其与聚酰胺共聚组分共聚,使聚酰胺分子链上不仅引入了协同有效阻燃基团,更利用无规共聚与引入带有支链或侧基的长链二元酸或二元胺,降低聚酰胺的熔点。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料领域,尤其是涉及一种低熔点共聚阻燃聚酰胺的制备方法。
背景技术
聚酰胺又称尼龙,作为五大常用工程塑料之一,综合性能优异,具备良好的机械性能、耐磨性、耐热性、耐化学药品性及易加工等特性,可广泛应用于汽车、电子电器、机械零部件等领域。尼龙作为高分子材料,其本身阻燃性能较差,尚不足以应用到阻燃技术领域。现如今,高分子材料的使用面越来越广,材料本身不阻燃,在使用过程中易引发火灾,造成重大人员伤害或经济损失,尤其是在电子产品、防护服等应用领域存在很大风险。聚酰胺作为应用面广的材料,对其进行阻燃改性已成为当今社会重视并加以研究的方向。
聚酰胺的阻燃改性主要包括两种途径:(1)采用物理机械混合的方法,将阻燃剂单体或母粒添加到尼龙基体中去,通过成型加工的方式获取阻燃特性;(2)采用化学反应的方法,将阻燃剂添加到尼龙聚合体系中参与反应,得到阻燃尼龙。两种方法相比,物理法简单实用、使用面广,但存在添加量大、尼龙本身的性能易受影响等缺点,化学法虽然聚合工艺复杂,但具备添加量小、对材料的使用性影响较小、阻燃性持久、稳定性高等优点,逐渐成为阻燃改性的趋势。例如,专利CN109957238A公布了一种热塑性阻燃生物基PA56和PA66复合材料及其制备方法,其中所述原料包括生物基PA56、PA66、溴系阻燃剂及相关助剂,并采用双螺杆挤出混炼的方法制备得到阻燃复合材料,但制备方法使用溴系阻燃剂,存在阻燃剂添加量大、分散性差、环境污染等问题;专利CN114574988A公布了一种基于磷-氮协效阻燃剂制备阻燃聚酰胺6母粒的制备方法,将磷-氮协效阻燃剂和PA6切片混合,通过双螺杆挤出造粒,得到阻燃PA6母粒,其中阻燃剂制备过程复杂,添加量更是高达35%以上。
另外,PA6与PA66作为聚酰胺中应用最广的两种型号产品,综合性能优异,不仅能单独使用,还可用于对其它材料进行改性。但由于结晶度高、分子链间氢键密度大,导致它们的熔点较高,加工温度在260℃之上,很难实现对加工温度较低的聚合物进行共混改性。有研究人员通过在尼龙基体中加入无机金属盐或二元、三元共聚影响其结晶,破坏链段规整性,从而达到降低熔点的目的,但是对于低熔点聚酰胺的产品,目前研究有限、市场化规模不高,据此需要一种理想的解决方案。
发明内容
本发明为了克服阻燃、低熔点聚酰胺制备存在的上述问题,提供一种低熔点共聚阻燃聚酰胺的制备方法,先将阻燃剂与带有支链或侧基的长链组分反应成阻燃剂盐,再将其与聚酰胺共聚组分共聚,使聚酰胺分子链上不仅引入了协同有效阻燃基团,更利用无规共聚与引入带有支链或侧基的长链二元酸或二元胺,降低聚酰胺的熔点。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种低熔点共聚阻燃聚酰胺的制备方法,将聚酰胺的共聚单体组分、协同阻燃剂盐和助剂共聚制得低熔点共聚阻燃聚酰胺,所述协同阻燃剂盐的制备方法为:氮系阻燃剂和带有支链或侧基的长链二元酸反应成氮系阻燃剂盐,含羧基的磷系阻燃剂和带有支链或侧基的长链二元胺反应成磷系阻燃剂盐,将氮系阻燃剂盐和磷系阻燃剂盐以任意比例混合得到协同阻燃剂盐。
作为优选,所述带有支链或侧基的长链二元酸或长链二元胺的结构式为X-(CH2)nR-X,其中X为COOH或NH2,n=8~16,R选自甲基、乙基或丙基等脂肪链基团。作为进一步优选,所述带有支链或侧基的长链二元酸为3-甲基癸二酸,所述带有支链或侧基的长链二元胺为2-乙基-1,10二氨基癸烷。
作为优选,所述氮系阻燃剂选自三聚氰胺(MA)、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、三聚氰胺磷酸盐(MPP),所述磷系阻燃剂选自2-羧乙基苯基次磷酸(CEPPA)、[(6-氧代-6H-二苯并[C,E][1,2]氧磷杂己环-6-基)甲基]丁二酸)(DDP)。作为进一步优选,所述氮系阻燃剂为MCA,所述磷系阻燃剂为DDP。
作为优选,所述聚酰胺选自PA6、PA56、PA610、PA612、PA1010中的两种或多种。作为进一步优选,所述聚酰胺为质量比(90-30):(10-70)的PA6和PA56,从现有技术可知,这种情况下所述聚酰胺的共聚单体组分为己内酰胺、戊二胺与己二酸的组合。
作为优选,所述助剂包括催化剂和抗氧剂,其中催化剂选自次磷酸钠、磷酸、硼酸,抗氧剂选自抗氧剂1010、1098、1076、168。作为进一步优选,催化剂为硼酸。
作为优选,所述制备方法包括以下步骤:
(1)协同阻燃剂盐溶液的制备:将氮系阻燃剂和带有支链或侧基的长链二元酸溶于溶剂中,在密闭无氧的环境中,先加热至60-80℃反应1-2h成盐,再升温搅拌除去部分溶剂,得到氮系阻燃剂盐溶液;将含羧基的磷系阻燃剂和带有支链或侧基的长链二元胺溶于溶剂中,同样的方法得到磷系阻燃剂盐溶液;将氮系阻燃剂盐溶液和磷系阻燃剂盐溶液以任意比例混合得到协同阻燃剂盐溶液;
(2)低熔点共聚阻燃聚酰胺的制备:先将聚酰胺的共聚单体组分、水、抗氧剂加入到聚合反应釜中,80-100℃下搅拌1-2h;再加入步骤(1)得到的协同阻燃剂盐溶液和催化剂,升温至160-180℃,待压力达到0.4-0.6MPa后泄压至0.1-0.2MPa,继续升温至210-230℃,保压1.5-2h后缓慢放气至常压;然后升温至250-260℃反应0.5-1h,抽真空、充氮气出料得到低熔点共聚阻燃聚酰胺。
作为优选,步骤(1)中氮系阻燃剂和带有支链或侧基的长链二元酸的官能团摩尔比为1:1-1.05,含羧基的磷系阻燃剂和带有支链或侧基的长链二元胺的官能团摩尔比为1:1-1.05。
作为优选,步骤(1)所述溶剂为质量比(3-5):1的水和乙醇混合溶剂,所述溶剂与氮系阻燃剂或磷系阻燃剂的质量比为(2-5):1。
作为优选,所述协同阻燃剂盐溶液的质量浓度为70-90%,聚酰胺的共聚单体组分和协同阻燃剂盐溶液的质量比为100:(3-15)。作为进一步优选,聚酰胺的共聚单体组分、水、抗氧剂、协同阻燃剂盐溶液、催化剂的质量比为100:10-40:(0.1-0.5):(3-15):(0.1-0.5)。
作为优选,步骤(2)得到的低熔点共聚阻燃聚酰胺经过拉条切粒得到切片,所述切片的相对粘度为2.4-3.2,熔点为150-200℃,极限氧指数(LOI)大于30%。
因此,本发明的有益效果为:(1)先是通过氮系、磷系阻燃剂分别与带有支链或侧基的长链组分获得阻燃剂盐,再将其与聚酰胺共聚组分共聚,原理上属于聚合改性,最终聚酰胺分子链上不仅引入了协同有效阻燃基团,更利用无规共聚与引入带有支链或侧基的长链二元酸或二元胺,进一步破坏了聚酰胺分子链的规整性、降低了酰胺键密度,这样制备得到的产品与常规尼龙6相比,不仅具有低熔点性,而且具备优异的阻燃特性;(2)最终得到的低熔点共聚阻燃聚酰胺相对粘度为2.4-3.2,熔点为150-200℃,LOI大于30%,可应用于电子产品包装膜、胶黏剂、材料改性等多个领域;(3)制备方法简单易操作。
具体实施方式
下面通过具体实施例,对本发明的技术方案做进一步说明。
本发明中,若非特指,所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的,实施例中的方法,如无特别说明,均为本领域的常规方法。
总实施例
一种低熔点共聚阻燃聚酰胺的制备方法,包括以下步骤:
(1)协同阻燃剂盐溶液的制备:将氮系阻燃剂和带有支链或侧基的长链二元酸按官能团摩尔比1:1-1.05溶于水和乙醇质量比(3-5):1的混合溶剂中,所述溶剂与氮系阻燃剂的质量比为(2-5):1,在密闭无氧的环境中,先加热至60-80℃反应1-2h成盐,再升温至80-120℃搅拌1h除去溶剂中的乙醇和部分水,得到氮系阻燃剂盐溶液;将含羧基的磷系阻燃剂和带有支链或侧基的长链二元胺溶于溶剂中,同样的方法得到磷系阻燃剂盐溶液;将氮系阻燃剂盐溶液和磷系阻燃剂盐溶液以任意比例混合得到质量浓度为70-90%的协同阻燃剂盐溶液;
所述带有支链或侧基的长链二元酸或长链二元胺的结构式为X-(CH2)nR-X,其中X为COOH或NH2,n=8~16,R选自甲基、乙基或丙基等脂肪链基团。所述氮系阻燃剂选自三聚氰胺(MA)、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、三聚氰胺磷酸盐(MPP),所述磷系阻燃剂选自2-羧乙基苯基次磷酸(CEPPA)、[(6-氧代-6H-二苯并[C,E][1,2]氧磷杂己环-6-基)甲基]丁二酸)(DDP)。
(2)低熔点共聚阻燃聚酰胺的制备:先将聚酰胺的共聚单体组分、水、抗氧剂加入到聚合反应釜中,80-100℃下搅拌1-2h;再加入步骤(1)得到的协同阻燃剂盐溶液和催化剂,升温至160-180℃,待压力达到0.4-0.6MPa后泄压至0.1-0.2MPa,继续升温至210-230℃,保压1.5-2h后缓慢放气至常压;然后升温至250-260℃反应0.5-1h,抽真空、充氮气出料得到低熔点共聚阻燃聚酰胺,经过拉条切粒得到切片,所述切片的相对粘度为2.4-3.2,熔点为150-200℃,极限氧指数(LOI)大于30%;
所述聚酰胺选自PA6、PA56、PA610、PA612、PA1010中的两种或多种,优选为质量比(90-30):(10-70)的PA6和PA56。所述催化剂选自次磷酸钠、磷酸、硼酸,所述抗氧剂选自抗氧剂1010、1098、1076、168。聚酰胺的共聚单体组分、水、抗氧剂、协同阻燃剂盐溶液、催化剂的质量比为100:10-40:(0.1-0.5):(3-15):(0.1-0.5)。
实施例1
一种低熔点共聚阻燃聚酰胺的组成包括PA6与PA56共聚组分、MCA与DDP协同阻燃剂盐等主要组分。该低熔点共聚阻燃聚酰胺的制备方法为:
(1)将MCA与3-甲基癸二酸按官能团摩尔比1:1.02溶于质量比为3:1的水和乙醇的混合溶剂中,其中MCA与混合溶剂的质量比为1:2,然后在密闭无氧的环境中,先控制温度在80℃条件下成盐2h,再在90℃条件下搅拌1h,以除去体系中乙醇和部分水,得到氮系阻燃剂盐溶液;将DDP与2-乙基-1,10二氨基癸烷按官能团摩尔比1:1溶于质量比为3:1的水和乙醇的混合溶剂中,其中DDP与混合溶剂的质量比为1:3,利用同样的方法得到磷系阻燃剂盐溶液;最后将氮系阻燃剂盐溶液和磷系阻燃剂盐溶液混合得到质量浓度为70%协同阻燃剂盐溶。
(2)将聚酰胺的共聚单体组分(90份己内酰胺、10份摩尔比为1.01:1的戊二胺和己二酸),占比聚酰胺共聚组分总重20%的去离子水、0.1%的抗氧剂1010,分别加入到聚合反应釜中,釜内进行氮气循环换气操作3次,在80℃下搅拌2h后,再加入占比聚酰胺共聚组分总重5%的协同阻燃剂盐溶液、0.1%的硼酸;之后,开始升温到180℃,待压力达到0.6MPa后泄压到0.1MPa,继续升温至220℃,保压1.5h,然后缓慢放气至常压;最后升温至260℃,反应1h后,再进行抽真空操作,充氮气出料、拉条切粒,得到低熔点共聚阻燃聚酰胺切片。
实施例2
一种低熔点共聚阻燃聚酰胺的组成包括PA6与PA56共聚组分、MCA与DDP协同阻燃剂盐等主要组分。该低熔点共聚阻燃聚酰胺的制备方法为:
(1)将MCA与3-甲基癸二酸按官能团摩尔比1:1溶于质量比为3:1的水和乙醇的混合溶剂中,其中MCA与混合溶剂的质量比为1:3,然后在密闭无氧的环境中,先控制温度在80℃条件下成盐2h,再在90℃条件下搅拌1h,以除去体系中乙醇和部分水,得到氮系阻燃剂盐溶液;将DDP与2-乙基-1,10二氨基癸烷按官能团摩尔比1:1.01溶于质量比为3:1的水和乙醇的混合溶剂中,其中DDP与混合溶剂的质量比为1:2,利用同样的方法得到磷系阻燃剂盐溶液;最后将氮系阻燃剂盐溶液和磷系阻燃剂盐溶液混合得到质量浓度为80%协同阻燃剂盐溶液。
(2)将聚酰胺的共聚单体组分(70份己内酰胺、30份摩尔比为1.02:1的戊二胺和己二酸),占比聚酰胺共聚组分总重20%的去离子水、0.2%的抗氧剂1098,分别加入到聚合反应釜中,釜内进行氮气循环换气操作5次,在80℃下搅拌2h后,再加入占比聚酰胺共聚组分总重8%的协同阻燃剂盐溶液、0.2%的硼酸;之后,开始升温到180℃,待压力达到0.6MPa后泄压到0.2MPa,继续升温至220℃,保压1.5h,然后缓慢放气至常压;最后升温至260℃,反应0.5h后,再进行抽真空操作,充氮气出料、拉条切粒,得到低熔点共聚阻燃聚酰胺切片。
实施例3
一种低熔点共聚阻燃聚酰胺的组成包括PA6与PA56共聚组分、MCA与DDP协同阻燃剂盐等主要组分。该低熔点共聚阻燃聚酰胺的制备方法为:
(1)将MCA与3-甲基癸二酸按官能团摩尔比1:1.03溶于质量比为4:1的水和乙醇的混合溶剂中,其中MCA与混合溶剂的质量比为1:2,然后在密闭无氧的环境中,先控制温度在80℃条件下成盐2h,再在90℃条件下搅拌1h,以除去体系中乙醇和部分水,得到氮系阻燃剂盐溶液;将DDP与2-乙基-1,10二氨基癸烷按官能团摩尔比1:1溶于质量比为4:1的水和乙醇的混合溶剂中,其中MCA与混合溶剂的质量比为1:2,利用同样的方法得到磷系阻燃剂盐溶液;最后将氮系阻燃剂盐溶液和磷系阻燃剂盐溶液混合得到质量浓度为90%协同阻燃剂盐溶液。
(2)将聚酰胺的共聚单体组分(50份己内酰胺、50份摩尔比为1.03:1的戊二胺和己二酸),占比聚酰胺共聚组分总重15%的去离子水、0.2%的抗氧剂168,分别加入到聚合反应釜中,釜内进行氮气循环换气操作4次,在80℃下搅拌2h后,再加入占比聚酰胺共聚组分总重12%的协同阻燃剂盐溶液、0.3%的硼酸;之后,开始升温到180℃,待压力达到0.5MPa后泄压到0.2MPa,继续升温至220℃,保压1.5h,然后缓慢放气至常压;最后升温至260℃,反应0.5h后,再进行抽真空操作,充氮气出料、拉条切粒,得到低熔点共聚阻燃聚酰胺切片。
对比例1
常规尼龙6的聚合,将100份己内酰胺、4份去离子水、0.1份抗氧剂加入到聚合反应釜中进行聚合,前期控制釜内温度在220℃条件下开环2h,随后升温到260℃保持1h,进行抽真空操作,充氮气出料、拉条切粒,得到常规PA6切片。
对比例2
与实施例1的区别在于,阻燃剂直接加入聚酰胺中,未和带有支链或侧基的长链二元酸或长链二元胺反应。具体制备步骤为:
一种低熔点共聚阻燃聚酰胺的组成包括PA6与PA56共聚组分、MCA与DDP阻燃剂等主要组分。该低熔点共聚阻燃聚酰胺的制备方法为:
将聚酰胺的共聚单体组分(90份己内酰胺、10份摩尔比为1.01:1的戊二胺和己二酸),占比聚酰胺共聚组分总重20%的去离子水、0.1%的抗氧剂1010,分别加入到聚合反应釜中,釜内进行氮气循环换气操作3次,在80℃下搅拌2h后,再加入与实施例1中等量的阻燃剂MCA与DDP、0.1%的硼酸;之后,开始升温到180℃,待压力达到0.6MPa后泄压到0.1MPa,继续升温至220℃,保压1.5h,然后缓慢放气至常压;最后升温至260℃,反应1h后,再进行抽真空操作,充氮气出料、拉条切粒,得到低熔点共聚阻燃聚酰胺切片。
对比例3
与实施例1的区别在于,3-甲基癸二酸被替换为癸二酸、2-乙基-1,10二氨基癸烷被替换为1,10二氨基癸烷。
对比例4
与实施例1的区别在于,未添加阻燃剂,涉及带有支链或侧基的长链二元酸或长链二元胺与PA6、PA56的共聚,具体制备方法为:
将聚酰胺的共聚单体组分(90份己内酰胺、10份摩尔比为1.01:1的戊二胺和己二酸),占比聚酰胺共聚组分总重20%的去离子水、0.1%的抗氧剂1010,分别加入到聚合反应釜中,釜内进行氮气循环换气操作3次,在80℃下搅拌2h后,再加入与实施例1中等量的3-甲基癸二酸和2-乙基-1,10二氨基癸烷、0.1%的硼酸;之后,开始升温到180℃,待压力达到0.6MPa后泄压到0.1MPa,继续升温至220℃,保压1.5h,然后缓慢放气至常压;最后升温至260℃,反应1h后,再进行抽真空操作,充氮气出料、拉条切粒,得到共聚聚酰胺切片。
性能测试
对各实施例和对比例进行粘度、熔点、极限氧指数LOI的测试,结果如下表所示。
项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 |
相对粘度 | 2.8 | 2.6 | 2.5 | 2.7 | 2.4 | 2.8 | 2.3 |
熔点/℃ | 190 | 180 | 166 | 220 | 208 | 200 | 203 |
LOI/% | 33 | 34 | 37 | 23 | 27 | 29 | 24 |
从表中可以看出,实施例1-3所制得的切片,与对比例1得到的PA6相比,熔点均降低,同时具有极高的极限氧指数。这主要是因为,引入氮-磷协同阻燃剂参与聚合,无规共聚加上引入了带有支链或侧基的长链二元酸或二元胺反应,进一步破坏了聚酰胺分子链的规整性、降低了酰胺键密度,这样制备得到的产品不仅具有低熔点性,而且具备优异的阻燃特性。对比例2阻燃剂直接加入聚酰胺中,未和带有支链或侧基的长链二元酸或长链二元胺反应,与实施例1相比,其熔点较高,极限氧指数有所降低,这是因为阻燃剂直接加入聚合体系中,存在分散不匀、聚合团聚的现象,影响粘度、阻燃性能,同时未引入带有支链或侧基的长链二元酸或长链二元胺参与反应,导致熔点较高。对比例3使用不带支链或侧基的长链二元酸或二元胺,分别用癸二酸、1,10二氨基癸烷替换,与实施例1相比,熔点偏高、极限氧指数降低,这是因为使用带有支链或侧基的长链二元酸或长链二元胺参与反应,在破坏分子链规整性、解决阻燃剂的分散性方面有较好的效果。对比例4未添加阻燃剂,可看出阻燃性较差,同时结合对比例2和对比例4可以看出,添加与带有支链或侧基的长链二元酸或二元胺反应过的阻燃剂,相比于单独添加某一组分,在降低熔点和提高阻燃性方面均可以起到协同增效的效果,因为阻燃剂直接加入聚合体系,存在一定程度上稳定性差、反应不匀、团聚的现象,利用带有支链或侧基的长链二元酸或二元胺反应过的阻燃剂加入聚合体系,一定程度上可稳定聚合、有效调控反应体系,同时还可达到降低熔点的目的。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种低熔点共聚阻燃聚酰胺的制备方法,其特征在于,将聚酰胺的共聚单体组分、协同阻燃剂盐和助剂共聚制得低熔点共聚阻燃聚酰胺,所述协同阻燃剂盐的制备方法为:氮系阻燃剂和带有支链或侧基的长链二元酸反应成氮系阻燃剂盐,含羧基的磷系阻燃剂和带有支链或侧基的长链二元胺反应成磷系阻燃剂盐,将氮系阻燃剂盐和磷系阻燃剂盐以任意比例混合得到协同阻燃剂盐。
2.根据权利要求1所述的一种低熔点共聚阻燃聚酰胺的制备方法,其特征在于,所述带有支链或侧基的长链二元酸或长链二元胺的结构式为X-(CH2)nR-X,其中X为COOH或NH2,n=8~16,R选自甲基、乙基或丙基。
3.根据权利要求1或2所述的一种低熔点共聚阻燃聚酰胺的制备方法,其特征在于,所述氮系阻燃剂选自三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺磷酸盐,所述磷系阻燃剂选自2-羧乙基苯基次磷酸、[(6-氧代-6H-二苯并[C,E][1,2]氧磷杂己环-6-基)甲基]丁二酸)。
4.根据权利要求1所述的一种低熔点共聚阻燃聚酰胺的制备方法,其特征在于,所述聚酰胺选自PA6、PA56、PA610、PA612、PA1010中的两种或多种。
5.根据权利要求1或4所述的一种低熔点共聚阻燃聚酰胺的制备方法,其特征在于,所述助剂包括催化剂和抗氧剂,其中催化剂选自次磷酸钠、磷酸、硼酸,抗氧剂选自抗氧剂1010、1098、1076、168。
6.根据权利要求1所述的一种低熔点共聚阻燃聚酰胺的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
(1)协同阻燃剂盐溶液的制备:将氮系阻燃剂和带有支链或侧基的长链二元酸溶于溶剂中,在密闭无氧的环境中,先加热至60-80 ℃反应1-2 h成盐,再升温搅拌除去部分溶剂,得到氮系阻燃剂盐溶液;将含羧基的磷系阻燃剂和带有支链或侧基的长链二元胺溶于溶剂中,同样的方法得到磷系阻燃剂盐溶液;将氮系阻燃剂盐溶液和磷系阻燃剂盐溶液以任意比例混合得到协同阻燃剂盐溶液;
(2)低熔点共聚阻燃聚酰胺的制备:先将聚酰胺的共聚单体组分、水、抗氧剂加入到聚合反应釜中,80-100 ℃下搅拌1-2 h;再加入步骤(1)得到的协同阻燃剂盐溶液和催化剂,升温至160-180 ℃,待压力达到0.4-0.6 MPa后泄压至0.1-0.2 MPa,继续升温至210-230℃,保压1.5-2 h后缓慢放气至常压;然后升温至250-260 ℃反应0.5-1 h,抽真空、充氮气出料得到低熔点共聚阻燃聚酰胺。
7.根据权利要求6所述的一种低熔点共聚阻燃聚酰胺的制备方法,其特征在于,步骤(1)中氮系阻燃剂和带有支链或侧基的长链二元酸的官能团摩尔比为1:1-1.05,含羧基的磷系阻燃剂和带有支链或侧基的长链二元胺的官能团摩尔比为1:1-1.05。
8.根据权利要求6所述的一种低熔点共聚阻燃聚酰胺的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述溶剂为质量比(3-5):1的水和乙醇混合溶剂,所述溶剂与氮系阻燃剂或磷系阻燃剂的质量比为(2-5):1。
9.根据权利要求6或7或8所述的一种低熔点共聚阻燃聚酰胺的制备方法,其特征在于,所述协同阻燃剂盐溶液的质量浓度为70-90%,聚酰胺的共聚单体组分和协同阻燃剂盐溶液的质量比为100: (3-15)。
10.根据权利要求6所述的一种低熔点共聚阻燃聚酰胺的制备方法,其特征在于,步骤(2)得到的低熔点共聚阻燃聚酰胺经过拉条切粒得到切片,所述切片的相对粘度为2.4-3.2,熔点为150-200 ℃,极限氧指数大于30%。
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GR01 | Patent grant | ||
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