[发明专利]一种含硅反应型阻燃尼龙树脂及其制备方法

说明书

一种含硅反应型阻燃尼龙树脂及其制备方法，制备方法包括以下步骤：将含有两个端羧基的反应型含磷阻燃剂与氨基硅油混合；将所得混合物与尼龙聚合单体、催化剂按一定比例配制成物料，该物料经聚合反应后得到含硅反应型阻燃尼龙树脂。本发明制得的含硅反应型阻燃尼龙树脂具有永久阻燃性，阻燃等级达UL94 V‑0，氧指数为25‑45，该产品具有力学性能良好、氧指数高、阻燃等级高且适应性更好等优点。

技术领域

本发明涉及阻燃尼龙树脂及其制备方法，特别涉及一种含硅型阻燃尼龙树脂及其制备方法。

背景技术

尼龙以其优异的力学性能、耐摩擦性、耐热性、电绝缘性和耐候性，广泛应用于纺织纤维、汽车、电子电器、工程机械等领域。相对于一般的聚烯烃，尼龙的熔体强度低，在燃烧中产生滴落，增加了火灾传播的危险，危及人类生产生活安全。尼龙的阻燃优势在于其分子中含有氮和氧等杂原子，其燃烧热值和易燃性比聚烯烃要低，而且杂原子的存在，与磷和硅系的阻燃剂反应比较强烈，可以发挥硅类和磷类阻燃剂的性能。

为了改善尼龙的阻燃性能，工业上主要通过物理共混的方法来实现。但是由于阻燃剂的添加量大，容易团聚导致应力集中，材料的性能下降。此外，外加阻燃剂与尼龙树脂相容性比较差，阻燃剂易向材料表面迁移，导致材料阻燃性不持久。

共聚反应型阻燃尼龙由于阻燃剂作为共聚组分参与聚合反应，通过化学键与聚合物相连接，能够稳定地存在于聚合物内部而不迁移流失，具有永久阻燃性，且性能稳定。例如201110065541.9号中国专利公开了一种制备无卤阻燃尼龙的方法，其将含磷阻燃剂2-羧乙基苯基次膦酸与己内酰胺开环共聚，形成阻燃尼龙材料，该方法得到的阻燃尼龙阻燃效果好，阻燃等级达UL94V-0。然而，目前该类专利采用的都是磷系的阻燃剂，有的甚至采用单官能团的阻燃剂，这样导致聚合容易被封端，影响其力学性能。

另外，现有的部分阻燃尼龙树脂一般通过挤出共混改性制备而成，这种阻燃尼龙树脂存在阻燃剂含量高、阻燃效率低等问题，导致尼龙树脂力学性能偏低，流动性较差。部分的反应型阻燃尼龙树脂基本都是滴落阻燃型，燃烧时会有滴落现象，严重影响材料的应用范围。还有部分的反应型阻燃剂的耐高温性能较差，而尼龙聚合温度高，聚合时反应型阻燃剂容易分解。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种力学性能良好、氧指数高、阻燃等级高且适应性更好的含硅反应型阻燃尼龙树脂，并相应提供一种该含硅反应型阻燃尼龙树脂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种含硅反应型阻燃尼龙树脂的制备方法，包括以下步骤：

将含有两个端羧基的反应型含磷阻燃剂与氨基硅油混合；

将所得混合物与尼龙聚合单体、催化剂以及其他可选择添加的常规助剂按一定比例配制成物料，该物料经聚合反应后得到含硅反应型阻燃尼龙树脂。

上述的制备方法，优选的，所述反应型含磷阻燃剂为具有下式(Ⅰ)和/或下式(Ⅱ)所示结构的化合物：

所述反应型含磷阻燃剂的添加量为尼龙聚合单体质量的2％-10％。

上述的制备方法，优选的，所述氨基硅油为端氨基的聚硅氧烷，其侧基包括甲基、乙基、丙基或苯基。更优选的，所述氨基硅油为端氨基甲基硅氧烷，其数均分子量为300～10000。

上述的制备方法，优选的，所述尼龙聚合单体主要为内酰胺或氨基酸，优选自下式(Ⅰ)和/或下式(Ⅱ)所示结构的化合物：

式(Ⅰ)：H₂N(CH₂)_xCOOH；

式(Ⅱ)：