CN1990548A - 具有改进电绝缘性能的阻燃聚酰胺组合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有改进电绝缘性能的阻燃聚酰胺组合物，由一混合物组成，其重量百分比组成为：尼龙66 40－75％，红磷母粒10－20％，相容剂1－10％，玻璃纤维10－35％，抗氧剂0－1％，金属氧化物0－1％。本发明的阻燃聚酰胺组合物具有高效的阻燃性能，阻燃等级可达到UL94标准的V0级，电绝缘性能用相对漏电起痕指数(CTI)进行评价可达到400V以上。同时具有非常好的刚性，高耐热，尺寸稳定性好。适用于注塑成型各种有阻燃和绝缘要求的低压电气设备和家电产品。

Description

具有改进电绝缘性能的阻燃聚酰胺组合物

技术领域

本发明涉及一种具有改进电绝缘性能的阻燃聚酰胺组合物，尤其涉及一种适用于注塑成型具有高电绝缘性能要求和阻燃增强要求的工程材料制品，适于低压真空接触器、断路器、低压开关、薄壁电子电气元件等的聚酰胺改性材料，属于改性聚酰胺技术领域。

技术背景

尼龙66是一种分子结构内含6个对称亚甲基的均匀热塑性高分子聚合物，具有高强度、耐磨、耐溶剂、自润滑性好和使用温度范围广等优点，是用途最广的工程塑料之一，广泛应用于各种电子电气设备和家电产品。由于目前的阻燃尼龙66所用的阻燃剂近80％为含卤阻燃剂，特别是以多溴二苯醚和多溴联苯类物质为代表的含溴阻燃剂效率高、用量少，对材料的性能影响小，且价格适中，其效能/价格比非其他阻燃剂所能匹敌，因此我国供出口电子电气类产品中70％～80％都用此类阻燃剂。但近年来溴系阻燃剂受到二噁英问题的困扰，同时用其(溴-锑系统)阻燃的高分子材料在热裂解及燃烧时会生成大量的烟尘及腐蚀性气体，目前欧盟和日本已相继出台法令禁止使用此类阻燃剂。欧盟将在2006年7月1日起全面实施ROHS指令，该法令要求投放欧盟的电子电气产品不得含有聚溴二苯醚、聚溴联苯。

随着我国电子电气工业的迅速发展，基础建设的大力投入，对于高电绝缘性能阻燃增强工程材料的需求日益增长。如低压真空接触器、断路器、低压开关、薄壁电子电气元件等都需要具有很好的综合力学性能、阻燃性能以及电绝缘性能的工程塑料。而其中以聚酰胺材料的用量最大。阻燃的聚酰胺由于添加了大量的阻燃剂，材料的力学性能和电绝缘性能都受到很大的影响。如：表征材料绝缘性能的相比漏电起痕指数(CTI)可从600V降到225V甚至更低，直接影响了其在电子电气领域的应用。此外，随着欧盟ROHS和WEEE指令的实施，传统的溴系阻燃体系已不能满足此要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有很好的电绝缘性能和高效阻燃性能，可用于低压电器材料的具有改进电绝缘性能的阻燃聚酰胺组合物。

为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种具有改进电绝缘性能的阻燃聚酰胺组合物，由一混合物组成，其重量配比组成为：

        尼龙66            40-75％、

        红磷母粒          10-20％、

        相容剂            1-10％、

        玻璃纤维          10-35％、

        抗氧剂            0-1％、

        金属氧化物        0-1％。

其中尼龙66切片的相对粘度为2.4-3.8Pa·S，胺基含量为30-90meq/kg，端羧基含量为30-85meq/kg；红磷母粒为以聚酰胺树脂为基体，红磷含量为25-60％的母粒；相容剂为聚丙烯接枝不饱和酸或者酸酐的接枝聚合的低聚物，为PP-g-MAH，其熔融指数为40-150g/10min，接枝率为0.5-1％；玻璃纤维为无碱玻璃纤维，其表面经硅烷偶联剂处理；抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，是1010，也可以与亚磷酸酯类抗氧剂复配，为1010/168(1∶1)；金属氧化物为碱土金属氧化物及其盐，是氧化钙。

本发明的制备工艺为：

(1)按重量配比秤取原料；

(2)除玻璃纤维，将其他原料放入高混机中混合2-5分钟；

(3)出料；

(4)将混合的原料加玻璃纤维用螺杆机中挤出造粒，螺杆机的转速为180-600转/分，温度为240-280℃。

红磷在热氧的作用下被氧化成磷的含氧酸，这种含氧酸既可覆盖于被阻燃材料的表面，又可在材料表面加速材料脱水炭化。这样，形成的液膜和炭层可将外部的氧、热、可燃性挥发物与内部的聚合物基质隔开，达到阻燃的目的。用红磷阻燃的聚酰胺在燃烧过程中，不产生有毒、有害气体，是一类环保型阻燃材料，红磷阻燃聚酰胺还能最大程度地保持材料的电绝缘性能。

玻璃纤维的加入可显著地提高聚酰胺的综合力学性能，使材料能达到工程级应用。

相容剂的加入可提高聚合物和红磷母粒以及玻璃纤维的粘合能力，使各相能获得更好的分散效果，发挥更好的协同作用。

抗氧剂使尼龙66在加工过程中具有良好的加工稳定性，避免色泽、性能发生变化。

碱土金属氧化物及其盐可有效地提高材料的电绝缘性能，并且不影响材料的其他性能。

本发明采用尼龙66作为基体树脂，制得一种具有改进电绝缘性能的阻燃聚酰胺组合物，解决了阻燃剂对尼龙66电绝缘性能的影响，制备出一种高电绝缘性能的阻燃的尼龙66改性材料。

本发明的优点是采用无卤阻燃剂，摒弃了传统的溴-锑阻燃体系，具有优异的电绝缘性能和阻燃性能，满足低压电器的性能要求。

具体实施方案

下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明：

实施例1和2：以尼龙66为基体树脂，红磷母粒为阻燃剂，相容剂为PP-g-MAH，碱土金属氧化物为氧化钙。

            配比1-2(重量％)(表1)

原料名称	配比1	配比2
			尼龙66	45	60
红磷母粒	18	15
			PP-g-MAH	5	4
无碱玻璃纤维	30	20
			抗氧剂为1010/168(1∶1)	1	0.5
氧化钙	1	0.5

将上述组分除玻璃纤维外按比例放入高混机中混合4分钟，然后加玻璃纤维用螺杆挤出机挤出造粒，加工温度在270℃，螺杆转数在450转/分。

对实施例1和实施例2所得的具有改进电绝缘性能的阻燃聚酰胺组合物性能与传统的溴-锑阻燃体系对比：

阻燃性能和电绝缘性能测试依据UL94标准。(表2)

项目	实施例1	实施例2	溴-锑阻燃体系
				CTI	400	425	225
3.2mm阻燃	V0	V0	V0

Claims (8)

1.一种具有改进电绝缘性能的阻燃聚酰胺组合物，其特征在于，由一混合物组成，其重量配比组成为：

尼龙66        40-75％、

红磷母粒      10-20％、

相容剂        1-10％、

玻璃纤维      10-35％、

抗氧剂        0-1％、

金属氧化物    0-1％。

2.根据权利要求1所述的具有改进电绝缘性能的阻燃聚酰胺组合物，其特征在于，所述的尼龙66切片的相对粘度为2.4-3.8Pa·S，胺基含量为30-90meq/kg，端羧基含量为30-85meq/kg。

3.根据权利要求1所述的具有改进电绝缘性能的阻燃聚酰胺组合物，其特征在于，所述的红磷母粒以聚酰胺树脂为基体，红磷含量为25-60％的母粒。

4.根据权利要求1所述的具有改进电绝缘性能的阻燃聚酰胺组合物，其特征在于，所述的相容剂为聚丙烯接枝不饱和酸或者酸酐的接枝聚合的低聚物，为PP-g-MAH，其熔融指数为40-150g/10min，接枝率为0.5-1％。

5.根据权利要求1所述的具有改进电绝缘性能的阻燃聚酰胺组合物，其特征在于，所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维，其表面经硅烷偶联剂处理。

6.根据权利要求1所述的具有改进电绝缘性能的阻燃聚酰胺组合物，其特征在于，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，是1010，也可以与亚磷酸酯类抗氧剂复配，为1010/168(1∶1)。

7.根据权利要求1所述的具有改进电绝缘性能的阻燃聚酰胺组合物，其特征在于，所述的金属氧化物为碱土金属氧化物及其盐，是氧化钙。

8.根据权利要求1所述的具有改进电绝缘性能的阻燃聚酰胺组合物的制备方法，其特征在于，其制备工艺为：

(1)按重量配比秤取原料；

(2)除玻璃纤维，将其他原料放入高混机中混合2-5分钟；

(3)出料；

(4)将混合的原料加玻璃纤维用螺杆机中挤出造粒，螺杆机的转速为180-600转/分，温度为240-280℃。