[发明专利]一种环保型阻燃尼龙6树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于阻燃树脂及其制备领域，特别涉及一种环保型阻燃尼龙6树脂及其制备方法。

背景技术

尼龙6是一种易燃的高分子材料，其极限氧指数值为23％，垂直燃烧测试等级仅为V-2级别。在点燃后，不仅燃烧速度快，还具有较高的发热量，并伴有浓烟和严重的熔滴现象产生。目前，为了改善尼龙6的燃烧性能，所添加的阻燃剂包括以下几个大类：卤素阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂、金属类阻燃剂等。然而卤素阻燃剂由于其燃烧产物为卤代氢，对环境及人体都有极大的危害，因此被各国及环保组织勒令禁止。而除磷系外的几类阻燃剂通常以共混或复合的方式添加入聚合物中，具有添加量大、阻燃效果不持久，阻燃剂效用率低等缺陷，难以兼备环保和阻燃性能两大应用要求。

专利CN102300930涉及一种阻燃聚酰胺组合物，其在半结晶或无定形聚酰胺中加入次磷酸的金属盐或二次磷酸的金属盐或其混合物，并通过熔融共混方式制备阻燃聚酰胺。该方法制备的阻燃聚酰胺所需阻燃剂添加量大，阻燃效果不持久。

专利CN 104017356将尼龙切片、三聚氰胺、磷酸、成炭剂按照一定比例投入双螺杆挤出机挤出获得阻燃尼龙材料。本发明采用两种阻燃成分在与尼龙熔融共混过程中原位形成阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)。分散性好、阻燃效率有较高的提高。

专利CN 105482448公开了一种耐热阻燃尼龙管材，其原料包括尼龙6、硅系阻燃剂(聚甲基氢硅氧烷、硅烷偶联剂)、酸类阻燃剂(硬脂酸酰胺、二乙基次膦酸铝)、无机纳米颗粒(纳米二氧化硅、有机纳米蒙脱土等)。本发明提出的耐热阻燃尼龙管材，其耐热性和阻燃性好，强度高，抗冲击性能优异。

以上专利所述方法均是目前常见的阻燃尼龙6树脂的制备手段，其中采用共混或复合的方式进行阻燃化处理尼龙6树脂，通常只是通过改善阻燃剂在尼龙6中的分散均匀程度来提高其阻燃性能，并不能在根本上解决阻燃效率的问题。而目前运用化学共聚方式进行本质阻燃改性的尼龙6树脂，通常需要磷系阻燃剂的参与。众所周知，磷系阻燃剂在燃烧期间会产生磷酸、偏磷酸等有害的中间产物，势必会后患无穷。因此以上方法都无法同时满足市场上对阻燃尼龙6树脂提出的环保、阻燃双重要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种环保型阻燃尼龙6树脂及其制备方法，本发明获得具有较高粘度及一定力学性能的聚合物，该方法将环保型阻燃单体以共聚方式接入尼龙6树脂中，赋予其阻燃效果持久、无卤环保等性能，在显著提高树脂阻燃性能的同时符合环保规定。

本发明的一种环保型阻燃尼龙6树脂，其特征在于：按重量份数，原料组分包括：己内酰胺100份、开环剂1-10份、助开环剂0-5份、封端剂1-20份，硅氮系阻燃单体3-20份。

所述开环剂为水。

所述助开环剂为氨基己酸。

所述封端剂为对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸和己二酸中的一种。

所述硅氮系阻燃单体为其中R1独立选自甲基、乙基、丙基、苯基、乙烯基；R2、R3独立选自氢原子、甲基、乙基、丙基、苯基；R4独立选自乙基、丙基、戊基、苯基。

所述硅氮系阻燃单体为1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1,3-双(3-氨基甲基)-二丙基二苯基二硅氧烷、1,3-双(3-氨基丙基)-二甲基二苯基二硅氧烷、1,3-双(3-氨基甲基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四乙基二硅氧烷、1,3-双(3-氨基乙基)-二甲基二乙基二硅氧烷、1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四苯基二硅氧烷、1,3-双(3-氨基甲基)-二丙基二苯基二硅氧烷中的一种。

所述阻燃尼龙6树脂的熔点为180～230℃，极限氧指数为28～32％。

本发明的一种环保型阻燃尼龙6树脂的制备方法，包括：

(1)将100份己内酰胺、1-10份开环剂、0-5份助开环剂及1-20封端剂加入反应釜中，并通氮气3～6次直至釜内空气置换完毕，并保有0.02～0.1MPa的正压力，随后升温至220～260℃，开启搅拌装置，反应2～3h；然后减压将釜内压力降至50～400Pa，并调节温度为200～240℃，继续反应1～2h；