[发明专利]一种低析出红磷阻燃尼龙材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于工程塑料改性技术领域，具体涉及一种低析出红磷阻燃尼龙材 料及其制备方法和应用。

背景技术

红磷阻燃剂是一种高效的无卤阻燃剂，广泛应用于尼龙阻燃材料。红磷阻 燃尼龙材料因具有良好的阻燃性、电绝缘性能、机械力学性能等优点而广泛应 用于电子电器行业。

但是在长期高温或高湿度的环境下，红磷容易氧化生成磷酸和磷化氢。挥 发性的磷化氢具有毒性，对人体有害，而生成的磷酸析出沉积于金属表面，容 易腐蚀金属和模具，并且降低了模塑制品的CTI(ComparativeTrackingIndex) 性能，并最终减小电子电气元件的使用寿命，带来安全隐患。

为了减小红磷的析出，专利EP2072566使用活性炭作为吸收剂，可有效降 低红磷的磷析出和磷化氢气体的释放量，但是材料的CTI性能很低。专利US 2635953和US4698215使用氢氧化铝和锌或镁的氢氧化物作为红磷稳定剂，但 抑制磷酸析出的效果并不令人满意。因为这些金属氢氧化物耐温性差，在挤出 加工过程中容易受热分解。专利US4421728使用二氧化钛作为红磷稳定剂，但 二氧化钛需要很高的添加量，才能有效减少磷酸的析出，并且大幅降低了红磷 阻燃玻纤增强尼龙材料的机械力学性能。专利US4550133使用羧酸镉盐作为红 磷稳定剂，如己二酸镉、草酸镉等，能很好的减少磷析出含量和磷化氢气体释 放量。但是羧酸镉盐因含有镉元素不符合ROHS六项环保要求。专利US 20020127403采用金属银粉与氢氧化锡包覆层作为红磷稳定剂，可有效防止红磷 被氧化，增加红磷的稳定性，但成本太昂贵，且影响电绝缘性能。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种在长 期高温和高湿的环境中，低磷析出含量、低金属腐蚀性的稳定性红磷阻燃尼龙 材料低析出红磷阻燃尼龙材料。该材料在长期高温和高湿的环境中，大幅减小 磷析出含量和降低对金属的腐蚀性，同时还具有良好的阻燃性、CTI性能、力学 性能。

本发明的另一目的在于提供上述低析出红磷阻燃尼龙材料的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述低析出红磷阻燃尼龙材料的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种低析出红磷阻燃尼龙材料，按质量百分含量由以下组分组成：

更优选的，所述低析出红磷阻燃尼龙材料按质量百分含量由以下组分组成：

所述尼龙树脂为PA6、PA66、PA6/66、PA610、PA612、PA46、PA6T、PA9T 或PAMXD6中的一种或两种。

所述红磷阻燃剂为以尼龙为载体的红磷母粒。

所述红磷稳定剂为轻稀土金属氧化物，即元素周期表ⅢB族中镧(La)、铈 (Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)元素的金属氧化物中 的至少一种。

所述增韧剂为马来酸酐接枝POE(马来酸酐接枝聚烯烃弹性体)、马来酸 酐接枝EPDM(马来酸酐接枝三元乙丙橡胶)和马来酸酐接枝PP(马来酸酐接 枝聚丙烯)中的至少一种。

所述增强填料为玻璃纤维、玻璃微珠、碳纤维、钛酸钾纤维、玄武岩纤维、 芳纶纤维、硅灰石、碳酸钙、云母、滑石粉、高岭土、硅酸钙和硫酸钡中的至 少一种。

所述其它添加剂为抗氧剂和润滑剂的混合物。其中，抗氧剂优选为N,N'-双 -(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯 基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的至少一种，润滑剂优 选为N,N'-乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸锌、季戊四醇硬脂酸酯、硅酮类 润滑剂和聚乙烯蜡中的至少一种。

上述低析出红磷阻燃尼龙材料制备方法，包括以下步骤：按质量百分比含 量称取原料；将尼龙树脂、红磷阻燃剂、红磷稳定剂、增韧剂、其它添加剂干 燥，然后混合均匀加入到双螺杆挤出机的料斗中，将增强填料从双螺杆挤出机 的侧喂料口加入，经熔融共混挤出、冷却、风干、造粒，制得所述低析出红磷 阻燃尼龙材料；其中，挤出加工温度为220-280℃，螺杆转速300-500转/分钟。