[发明专利]一种阻燃抑烟型尼龙6复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子复合材料，尤其涉及一种阻燃抑烟型尼龙6复合材料。

背景技术

尼龙6具有良好的耐磨、耐油、自润滑和耐腐蚀等性能，且力学性能和电气性能优异，是五大工程塑料之一，在电子电气领域得到广泛地应用，如低压真空接触器、断路器、低压开关、薄壁电子电气元件等。

但未经阻燃改性的尼龙6易燃，限制了其在电子电气等领域的应用，因此需对其进行阻燃改性。尤其是玻纤增强尼龙6，由于玻纤的“烛芯效应”，使其阻燃变得困难。

因此人们往往在现有尼龙6中添加溴系阻燃剂，溴系阻燃剂一般用量较少，阻燃效率高，能够满足各种阻燃等级要求，但溴系阻燃剂阻燃的材料在燃烧时发烟量大，且产生腐蚀性酸性气体，易造成二次危害，所以人们经常选用无卤阻燃剂对尼龙6进行阻燃改性。

中国专利200410006315.3公开了一种阻燃增强尼龙组合物，包括PA682～35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。

但该专利公开的尼龙组合物采用的阻燃剂为三嗪类化合物，该类化合物阻燃效率较低，由其制备的阻燃材料很难满足一些薄壁电子器件所需阻燃等级。

目前关于溴系阻燃剂阻燃尼龙的抑烟报道很少，其它阻燃聚合物主要通过含有铋、钼等元素的金属氧化物或氢氧化物起到抑烟作用。如欧洲专利EP91706、EP90451均是以氢氧化铋或铋盐改性聚氯乙烯，以降低其燃烧时产生的烟雾。由于抑烟剂中含有铋、钼等金属元素，代价昂贵。

发明内容

本发明提供了一种阻燃效率高、抑烟效果好的阻燃抑烟型尼龙6复合材料。

一种阻燃抑烟型尼龙6复合材料，其原料组成以重量份计为：

尼龙6           100份

水滑石          0.5～10份

溴系阻燃剂      10～40份

三氧化二锑      2～10份

无碱玻纤        0～35份。

水滑石是层状结构的无机材料，其分解后生成碱性多孔性物质，比表面积大，能吸附气体，特别是酸性气体和烟雾，具有良好的抑烟功效，可望克服溴系阻燃剂发烟量大，释放腐蚀性酸性气体的缺陷。

水滑石分解时吸收热量，且分解释放出的水蒸汽能稀释可燃性气体，有利于提高材料的阻燃性。

水滑石高温分解产生的镁铝复合金属氧化物具有较好的热传导性，可迅速传导热量，有效地降低尼龙6的分解和碳微粒的形成速度，从而使材料表面电流降低，不易被击穿，提高了阻燃抑烟型尼龙6复合材料的相比耐漏电起痕指数。

水滑石粒径影响复合物的力学性能，上述复合材料水滑石一次粒径为10～150nm，优选为20～60nm。

水滑石最好是经表面改性剂改性，表面改性剂为含8个碳原子以上的脂肪酸盐、硅系偶联剂或钛系偶联剂(南京曙光化工厂)。

脂肪酸盐可选用油酸钠、硬脂酸钙等；硅系偶联剂可选用南京紫金化工研究所生产的复配型硅烷偶联剂AG-102；钛系偶联剂南京曙光化工厂生产的钛酸脂偶联剂NDZ201。

具体改性方法如下：，

当选用脂肪酸盐作为表面改性剂时，将水滑石用适量去离子水稀释成均匀浆液，升温至50～90℃，将占水滑石重量1～10％硬脂酸盐缓慢加入到浆液中，搅拌50～90分钟，抽滤、洗涤、干燥、研磨、过筛，即得表面改性水滑石。

当硅系偶联剂或钛系偶联剂作为表面改性剂时，将水滑石和占水滑石重量1％～10％的硅系偶联剂或钛系偶联剂分散于适量去离子水中，升温至50～90℃，搅拌50～90分钟，抽滤、洗涤、干燥、研磨、过筛，即得表面改性水滑石。

水滑石经过改性后，可以降低其表面极性，提高水滑石与尼龙6的相容性，改善其在尼龙6中的分散性，增强复合材料的性能。

溴系阻燃剂为六溴环十二烷、四溴双酚A、十溴二苯乙烷、聚溴化苯乙烯中的一种或多种，优选聚溴化苯乙烯，聚溴化苯乙烯分子量大，与尼龙6相容性好，不易迁移，阻燃效果持久。

三氧化二锑与含溴阻燃剂具有协同阻燃功效，在燃烧过程中其与含溴阻燃剂作用生成SbBr₃，SbBr₃更容易生成溴自由基，有利于终止尼龙6燃烧时自由基的链锁反应。