[发明专利]一种三聚氰铵盐阻燃剂、阻燃聚酰胺薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚酰胺薄膜技术领域，尤其涉及一种三聚氰铵盐阻燃剂、阻燃聚酰胺薄膜及其制备方法。

背景技术

双向拉伸聚酰胺薄膜(BOPA薄膜)具有其它薄膜所不具备的各种良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性、尺寸稳定性等，由于双向拉伸聚酰胺薄膜具有这些优良的特性，因此，在汽车、电气设备、机械部件、交通器材等方面得到广泛应用。随着电子、电气、通讯、家电、机电设备智能化、微型化的发展，人们开始对提高双向拉伸聚酰胺薄膜阻燃性能进行研究。

现有技术中，阻燃聚酰胺薄膜的制备方法主要有两种，第一种方法是采用共聚型的阻燃剂与己内酰胺或尼龙66盐(己二酸己二胺盐)进行共聚，制备阻燃聚酰胺切片，再通过双向拉伸工艺制成薄膜。但是采用该方法制备聚酰胺薄膜，共聚成本高，工艺复杂，设备投资大。第二种方法是共混型的阻燃剂与聚酰胺切片进行共混，挤出制成阻燃母粒，然后再通过双向拉伸工艺制成薄膜；目前主要的研究集中在聚酰胺薄膜中混入溴系、磷系、氮系等小分子阻燃剂。但由于聚酰胺对于湿度和较低浓度的酸碱都敏感，小分子阻燃剂的加入常常会诱导聚酰胺粘度的降低，降低双向拉伸聚酰胺薄膜的力学性能，进而降低聚酰胺薄膜的应用范围。因此如何改善阻燃聚酰胺薄膜力学和阻燃的矛盾，已经成为聚酰胺薄膜领域日益关注的课题。

孟山都公司在专利号为US4193914(公布日：1980年3月18日)的专利申请中公布了在聚酰胺中添加15％含氯的羟基膦酸聚合物，制备出含卤阻燃聚酰胺薄膜。

日本三菱公司在公布号为US2005203223(公布日：2005年9月15日)的美国专利申请，公布号为JP2003226764(公布日：2003年8月12日)的日本专利中公布了，在尼龙6中添加20％三嗪阻燃剂，注塑制备出阻燃尼龙薄膜(厚度在1.2mm以下)，其光泽度为40％，雾度在5％以下，氧指数在26以上，但阻燃尼龙薄膜的垂直燃烧等级仍为VTM-2级。公开号为JP2001031780(公开日：2001年2月6日)的日本专利描述了在尼龙中添加20％的三聚氰胺氰尿酸盐，制备出厚度为0.01-0.1mm的阻燃尼龙薄膜，薄膜垂直燃烧等级为VTM-2级。

拜耳公司(Bayer公司)推出了有机化粘土填充的尼龙6阻隔薄膜(商品名为Dure than LPDU)，具有良好的阻隔性能和力学性能，但垂直燃烧等级仍然很低。帝斯曼(DSM)公司推出了含氮阻燃剂melam(商品名为Melapur200的白色粉末)，它适用于薄壁制品的尼龙66。在尼龙66中加入25％-30％的含氮阻燃剂melam，其阻燃性等级可达到UL94 VTM-1标准。

在阻燃尼龙生产中，由于阻燃剂的大量加入，使产品冲击性能降低较快，特别在生产400μm以下的尼龙薄膜制品时，制品难以成型，破损率较高，原料利用率低，成本增高，从而限制了它在某些领域的应用。为了克服这一缺点，刘任胡(韧性阻燃尼龙-6的研制，《塑料科技》，1997年06期，第14页)研制出韧性阻燃尼龙产品，不仅保持了其原有的优良性能，而且韧性好、冲击强度高，可用于生产达到阻燃要求的薄壁制品。达慧芳(膨胀尼龙-6/石墨复合材料的制备与导电性能研究，《河北师范大学硕士学位毕业论文》，2007年)采用超声波震荡粉碎，并进行尼龙6表面接枝改性制备出膨胀石墨，协同膦酸盐阻燃剂，采用溶液流延法制备出阻燃尼龙薄膜。但上述这些阻燃复合材料均不适合于熔融铸片工业化生产400μm以下的聚酰胺薄膜。

从国际国内的研究现状来看，应用现有技术未能实现具有良好阻燃性且力学性能稳定的理想阻燃聚酰胺薄膜的工业化生产。就共混阻燃改性聚酰胺薄膜来说，解决聚酰胺薄膜阻燃的思路均是在磷、氮系为主的阻燃剂的基础上从粒径和相容性两个角度去增强，但聚酰胺的粘度降低明显，薄膜的力学性能降低显著。

发明内容

为了解决现有技术中存在的阻燃聚酰胺薄膜的阻燃性和力学性能的综合性能较差的缺陷，本发明提供一种三聚氰铵盐阻燃剂、添加该阻燃剂的阻燃聚酰胺薄膜及其制备方法。添加该三聚氰铵盐阻燃剂不会降低聚酰胺的粘度，所得薄膜阻燃性和力学性能的综合性能优异，不污染环境，其制备方法简单，有利于工业化生产。

为了解决上述技术问题，本发明提供下述技术方案：

一种三聚氰铵盐阻燃剂，它的特点是，所述阻燃剂为含有四氢呋喃环结构的膦酸三聚氰铵盐，其结构通式如下：