CN1605603A - 一种阻燃增强尼龙组合物及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻燃增强尼龙组合物，包括PA6 82～35份，无机矿物10～40份，冲击改性剂3～10份，阻燃剂5～15份，抗氧剂0.1～0.3份，润滑剂0.3～0.1份，该组合物具有高刚性、高耐热、高尺寸稳定性、加工性以及阻燃性良好等特点，可作为塑壳断路器等低压电器壳体、接线盒、接插件、开关等电子电气零部件产品的材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种阻燃增强尼龙组合物及其用途，属于高分子合金领域。
背景技术
聚酰胺，即尼龙，具有优良的力学强度、耐磨性、自润滑性、耐腐蚀性和较好的成型加工性，但耐热性和低温冲击强度不足，而且尺寸稳定性和电性能都有待提高。
共混改性是改善尼龙性能缺点的有效方法，多年来研究人员一直在进行这方面的研究。有增强尼龙、PA/PE、PA/ABS、PA/PPO等等尼龙合金，有的是提高尼龙在低温、干态下的冲击强度和降低吸湿性，有的是提高尼龙的耐热性及改善综合性能。
目前对于电器元部件专用材料来说，要求刚性高、耐热性和尺寸稳定性好、并且需要良好的加工性以及阻燃性。但直接采用现有通用树脂材料均不太理想，需要进一步提高材料的性能，对其进行改性以满足产品的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无卤环保阻燃增强尼龙组合物，该组合物具有高刚性、高耐热、高尺寸稳定性、加工性以及阻燃性良好等特点，可作为塑壳断路器等低压电器壳体、接线盒、接插件、开关等电子电气零部件产品的材料。
本发明的再一目的在于提供一种阻燃增强尼龙组合物的用途。
为了实现本发明目的，本发明所述的一种阻燃增强尼龙组合物，包括PA6 82～35份，无机矿物10～40份，冲击改性剂3～10份，阻燃剂5～15份，抗氧剂0.1～0.3份，润滑剂0.3～0.1份。
优选的为，包括PA6 72～45份，无机矿物20～35份，冲击改性剂4～8份，阻燃剂6～12份，抗氧剂0.1～0.3份，润滑剂0.3～0.1份。
所用PA6基础树脂黏度在2.4～3.2Pa·S，优选为2.8～3.2Pa·S；比如德国BASF、美国杜邦，日本旭化成、东丽和荷兰DSM，中国岳阳石化等生产商生产的产品。
组合物中无机矿物作为增强材料，可采用含硅、铝的无机矿物，如云母、滑石粉或高岭土等其中的一种，细度在800-1250目之间，以对其进行常用的偶联剂处理为佳。
冲击改性剂为马来酸或丙烯酸接枝的POE、EPDM、PE、SEBS等弹性体中的一种。
阻燃剂为三嗪类化合物，如三聚氰胺及其盐包括氯尿酸盐、磷酸盐、胍盐及双氰胺盐等，可以是上述的其中一种或几种的混合体系，混合比例为1～2∶1～2或1～2∶1～2∶1～2；国外DSM、汽巴精化、康普顿等均有生产。
为了提高产品的光、热稳定性能及加工稳定性，在组合物加入一些抗氧剂，抗氧剂可选择有机受阻酚类、胺类、亚磷酸酯类、硫酯类等抗氧剂，可为一种或两种以上的混合，混合比例为1～2∶1～2或1～2∶1～2∶1～2；受阻酚类可为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称抗氧剂1010)、β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯(简称抗氧剂1076)、N，N′-，6-已二基二(3，5-二(1，1二甲基乙基)-4-羟基苯丙酰(简称抗氧剂1098)、3，5-二(1，1二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸2-(3，5-二(1，1二甲基乙基)-4-羟基苯基)-1-氧代丙基)酰肼(简称抗氧剂MD1024)、1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯(简称抗氧剂330)、4，4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(简称抗氧剂300)等，胺类应为非污染的对苯二胺体系，如N-苯基苯胺与2，2，4-三甲基戊烯的反应产物；亚磷酸酯类可为亚磷酸三苯酯(TPP)、三-(壬基苯基)亚磷酸酯(TNPP)、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(简称抗氧剂168)、季戊四醇双亚磷酸二(十八)醇酯(简称抗氧剂619)、季戊四醇双亚磷酸二(2，4-二特丁基苯基)酯(简称抗氧剂626)等，硫酯类可为硫代二丙酸二月桂酯DLTP或硫代二丙酸二(十八)酯DSTP等。
润滑剂为脂肪酸、硬脂酸盐类、脂肪酰胺类等，所述的硬脂酸盐类为锌、钙、铝等各类二价金属盐或三价金属盐。
本发明所述的阻燃增强尼龙组合物可选择双螺杆挤出机，一般加工温度范围可控制在230～250℃之间。
本发明所述的阻燃增强尼龙组合物可作为塑壳断路器等低压电器壳体、接线盒、接插件、开关等电子电气零部件产品的材料，尤其适合作为塑壳断路器等低压电器壳体的材料。
本发明所述的阻燃增强尼龙组合物的性能指标为：拉伸屈服强度65～75MPa，弯曲强度100～120MPa，弯曲模量4900～5300MPa，Izod缺口冲击强度23℃时，为3～8KJ/m2，无缺口冲击强度23℃时，为25～35KJ/m2，阻燃1.6-3.2mm，UL94V2，GWI 960℃，CTI 500-600V。(采用ISO标准)
对于塑壳断路器用材料来说，一般需要材料达到如下性能：拉伸屈服强度＞65MPa，弯曲强度＞100MPa，弯曲模量＞4900MPa，Izod缺口/无缺口冲击强度23℃，＞3/＞25KJ/m2，阻燃1.6mm UL94V2，GWI 960℃，CTI＞500V。
本发明所述的阻燃增强尼龙组合物产品性能优异，具有高刚性、高耐热、高尺寸稳定性、加工性以及阻燃性良好等特点，可作为塑壳断路器等低压电器壳体、接线盒、接插件、开关等电子电气零部件产品的材料。
具体实施方式
下面实施例进一步描述本发明，但所述实施例仅用于说明本发明而不是限制本发明。
实施例1
本实施例的组合物组分为：PA6 40公斤，云母25公斤，马来酸接枝POE 6公斤，抗氧剂1010 0.2公斤，硬脂酸钙0.2公斤，三聚氰胺氯尿酸盐(MCA)10公斤；其中PA6黏度为2.60Pa·S，由日本旭化成公司生产，云母为辽宁产的目数1000目的产品，三聚氰胺氯尿酸盐由汽巴精化公司生产，抗氧剂为瑞士汽巴公司，润滑剂为ICI公司生产。
将上述各组分进行混合均匀，然后用双螺杆挤出机进行挤出造粒，加工温度为：250℃(塑化段)。
产品经检测，性能如下：拉伸屈服强度70MPa，弯曲强度106MPa，弯曲模量5200MPa，缺口/无缺口冲击强度23℃，4/30KJ/m2，阻燃1.6mm UL94V2，GWI 960℃。
本实施例的阻燃增强尼龙组合物可作为塑壳断路器材料，其刚性、耐热性、尺寸稳定性及阻燃性均达到材料的要求。
实施例2
本实施例的组合物组分为：PA6 82公斤，高岭土20公斤，MA-EPDM4公斤，抗氧剂168 0.1公斤，硬脂酸钙0.2公斤，三聚氰胺(MA)阻燃剂6公斤；其中PA6为BASF公司生产的黏度为2.8Pa·S的产品，高岭土广西产的目数1250目的产品，三聚氰胺阻燃剂由DMS公司生产，抗氧剂为瑞士汽巴公司生产，润滑剂为美国大湖公司生产。
将上述各组分进行混合均匀，然后用双螺杆挤出机进行挤出造粒，加工温度为：240℃(塑化段)。
产品经检测，性能如下：拉伸屈服强度68MPa，弯曲强度110MPa，弯曲模量5000MPa，缺口/无缺口冲击强度23℃，6/32KJ/m2，阻燃1.6mm UL94V2，GWI 960℃。
本实施例的阻燃增强尼龙组合物可作为塑壳断路器材料，其刚性、耐热性、尺寸稳定性及阻燃性均达到材料的要求。
实施例3
本实施例的组合物组分为：PA6 72公斤，滑石粉10公斤，MA-POE3公斤，抗氧剂330 0.2公斤，脂肪酸0.1公斤，三聚氰胺磷酸盐阻燃剂12公斤；其中PA6为DSM公司生产的黏度为2.80的产品，滑石粉的目数800目且已经过表面偶联处理，三聚氰胺磷酸盐阻燃剂由汽巴精化公司生产，抗氧剂为瑞士汽巴公司。
将上述各组分进行混合均匀，然后用双螺杆挤出机进行挤出造粒，加工温度为：230℃(塑化段)。
产品经检测，性能如下：拉伸屈服强度72MPa，弯曲强度105MPa，弯曲模量5200MPa，缺口/无缺口冲击强度23℃，5/30KJ/m2，阻燃1.8mm UL94V2，GWI 960℃。
本实施例的阻燃增强尼龙组合物可作为塑壳断路器材料，其刚性、耐热性、尺寸稳定性及阻燃性均达到材料的要求。
实施例4-10
同实施例1，不同的是各组分为：
| PA | 冲击改性剂 | 无机矿物 | 阻燃剂 | 抗氧剂 | 润滑剂 | |
| 实施例4 | 黏度为2.6Pa·S，50公斤 | MA-PE，6公斤 | 云母，15公斤 | MA，12公斤 | DSTP 0.2公斤 | 硬脂酸钙0.3公斤 |
| 实施例5 | 黏度为3.0Pa·S，45公斤 | MA-SEBS，10公斤 | 高岭土，20公斤 | MCA，6公斤 | N-苯基苯胺0.2公斤 | 脂肪酰胺0.1公斤 |
| 实施例6 | 黏度为2.4Pa·S，40公斤 | 丙烯酸-PE，8公斤 | 滑石粉，35公斤 | 三聚氰胺磷酸盐，5公斤 | 626 0.1公斤和DLTP0.2公斤 | 脂肪酸0.2公斤 |
| 实 | 黏度为 | 丙烯酸- | 云母，15公 | MA，3公 | 1010 0.2公 | 硬脂酸锌 |
| 施例7 | 3.2Pa·S，65公斤 | SEBS，5公斤 | 斤 | 斤，MCA，5公斤 | 斤和1680.1公斤 | 0.2公斤 |
| 实施例8 | 黏度为2.8Pa·S，35公斤 | 丙烯酸-POE，4公斤 | 滑石粉，18公斤 | 胍盐，5公斤 | MD10240.2公斤 | 石蜡0.3公斤 |
| 实施例9 | 黏度为2.6Pa·S，80公斤 | 丙烯酸-EPDM，10公斤 | 高岭土，30公斤 | MA，8公斤，双氰胺盐7公斤 | TPP 0.3公斤 | 硬脂酸锌0.3公斤 |
| 实施例10 | 黏度为3.2Pa·S，60公斤 | MA-POE，7公斤 | 云母，32公斤 | MCA，6公斤 | 300 0.2公斤 | 硬脂酸铝0.1公斤 |
实施例4-10各组合物的性能检测结果如下：
| 拉伸屈服强度 | 弯曲强度 | 阻燃性UL94V2 | 弯曲模量 | Izod冲击强度23℃ | ||
| GWI 960℃ | 缺口 | 无缺口 | ||||
| 单位 | MPa | MPa | mm | MPa | KJ/m2 | KJ/m2 |
| 实施例4 | 70 | 108 | 1.6 | 5300 | 5 | 32 |
| 实施例5 | 68 | 106 | 1.7 | 5100 | 4 | 31 |
| 实施例6 | 72 | 105 | 1.6 | 5200 | 4 | 30 |
| 实施例7 | 68 | 110 | 1.8 | 5000 | 6 | 31 |
| 实施例8 | 70 | 106 | 2.0 | 5300 | 8 | 32 |
| 实施例9 | 72 | 105 | 1.6 | 5500 | 6 | 35 |
| 实施例10 | 72 | 106 | 2.2 | 5400 | 5 | 30 |
以上各实施例所述的组合物性能优异，具有高刚性、高耐热、高尺寸稳定性、加工性以及阻燃性良好等特点，均可作为塑壳断路器等低压电器壳体、接线盒、接插件、开关等电子电气零部件产品的材料。
尽管对本发明已作了详细的说明并引证了一些具体实例，但对本领域技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围，作各种变化或修正是显然的。
Claims (10)
1.一种阻燃增强尼龙组合物，其特征在于，包括PA6 82～35份，无机矿物10～40份，冲击改性剂3～10份，阻燃剂5～15份，抗氧剂0.1～0.3份，润滑剂0.3～0.1份。
2.根据权利要求1所述的阻燃增强尼龙组合物，其特征在于，包括PA6 72～45份，无机矿物20～35份，冲击改性剂4～8份，阻燃剂6～12份，抗氧剂0.1～0.3份，润滑剂0.3～0.1份。
3.根据权利要求1或2所述的阻燃增强尼龙组合物，其特征在于，所述PA6基础树脂黏度在2.4～3.2Pa·S，优选为2.8～3.2Pa·S。
4.根据权利要求1或2所述的阻燃增强尼龙组合物，其特征在于，所述无机矿物可为含硅、铝的无机矿物，如云母、滑石粉或高岭土中的一种。
5.根据权利要求1或2所述的阻燃增强尼龙组合物，其特征在于，所述冲击改性剂为马来酸或丙烯酸接枝的POE、EPDM、PE、SEBS弹性体中的一种。
6.根据权利要求1或2所述的阻燃增强尼龙组合物，其特征在于，所述阻燃剂为三嗪类化合物，如三聚氰胺及其盐，包括氰尿酸盐、磷酸盐、胍盐及双氰胺盐，可以是上述的其中一种或几种的混合体系。
7.根据权利要求1或2所述的阻燃增强尼龙组合物，其特征在于，抗氧剂为有机受阻酚类、胺类、亚磷酸酯类或硫酯类抗氧剂中一种或两种以上的混合。
8.根据权利要求1或2所述的阻燃增强尼龙组合物，其特征在于，润滑剂为脂肪酸、硬脂酸盐类或脂肪酰胺类，所述的硬脂酸盐类为锌、钙、铝各类二价金属盐或三价金属盐。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的阻燃增强尼龙组合物可作为塑壳断路器等低压电器壳体、接线盒、接插件、开关电子电气零部件产品的材料，尤其适合作为塑壳断路器低压电器壳体的材料。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的阻燃增强尼龙组合物可作为塑壳断路器低压电器壳体的材料。
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