[发明专利]一种阻燃聚酰胺组合物及其制备方法和应用

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及溴系阻燃聚酰胺组合物，具体涉及一种具有高效阻燃、高CTI值和高灼热丝GWIT值的高耐热抗析出抗变色的溴系阻燃聚酰胺组合物及其制备方法和应用。本发明提供的阻燃聚酰胺组合物，按重量百分比计，包括组分：聚酰胺树脂30～80％；溴系阻燃剂5～30％；阻燃协效剂1～15％；增强材料0～50％；所述阻燃协效剂为锡酸盐和高岭土的组合物，两者的重量比例为5:1～1:5。本发明提供的阻燃聚酰胺组合物在降低制造成本的同时，保证了聚酰胺材料具有优良的阻燃效果(阻燃等级为UL‑94 V0级，GWIT≥875℃)，改善了材料的耐高温加工性能，注塑加工温度高达280℃，甚至325℃时，注塑件表面基本无析出，不变色，且具有优异的力学性能，在潮湿环境下的抗析出性能也较佳。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及溴系阻燃聚酰胺组合物，具体涉及一种具有高效阻燃、高CTI值、高灼热丝GWIT值和高耐热抗析出抗变色的低成本溴系阻燃聚酰胺组合物及其制备方法和应用。

背景技术

聚酰胺具有优异的力学强度和成型加工性能，在汽车、电子电器等领域得以广泛应用。但由于电子电器产品在使用过程中容易发生燃烧而引起火灾，因此，在要求材料具有较好力学性能的同时，也要求材料具有良好的阻燃性能。

可用于聚酰胺阻燃改性的阻燃剂种类主要有溴系、磷系、氮系等。目前溴系阻燃体系因其效率高、用量少、对材料的性能影响小、且价格适中，其效能/价格比非其他阻燃体系所能匹敌，因而获得广泛的应用，但常用于聚酰胺阻燃改性的溴系阻燃剂，如十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯(BPS)、聚溴化苯乙烯(PBS)等，都会含有一定量的游离溴，一般少则10ppm左右，多则30-50ppm，致使溴系阻燃聚酰胺材料在注塑成型过程中随受热时间的延长会逐渐释放游离溴和溴化氢气体，并存在诱导效应，导致制件表面容易变色发黄甚至变黑，尤其是较高温度(280℃以上)注塑成型浅色大制件或小型复杂薄壁制件时，因循环周期较长，变色情况更为严重，无法满足工程设备或电子电气设备，尤其是家用电器塑料件的使用要求。加之，注塑成型过程中，阻燃剂还会分解产生小分子物质，吸附在模具或制件表面，故注塑加工时需频繁的清扫模具表面的析出物，难于实现连续生产，致使生产加工效率低，因此解决溴系阻燃聚酰胺材料在注塑加工过程中的变色、析出问题具有重大的意义。

再者，为达到更好的阻燃效果，溴系阻燃剂通常会搭配阻燃协效剂一起使用，目前最常用的阻燃协效剂为三氧化二锑。2011年国土资源部发布控制锑矿开采总量要求，锑资源持续紧缺，导致三氧化二锑价格不断飞升，寻找三氧化二锑替代品已提上日程。而且采用三氧化二锑作为阻燃协效剂的相比漏电起痕指数(CTI)较低，通常都低于300V，且注塑成型时会产生大量气体，更易使注塑件发生变色。

近年来开发出的能部分替代三氧化二锑的阻燃协效剂有硼酸锌，硫化锌，锆化合物和钼化合物，虽然这些替代品在一些阻燃塑料中发挥了很好的阻燃协效效果，但一方面这些替代品价格不菲，另一方面也只能替代30％左右锑，同时还要加大协效助燃剂的用量，由此导致了其综合力学性能偏低。

中国专利CN 102604377 A公开了一种阻燃热塑性聚酰胺组合物，其组分和重量百分数组成如下：(1)热塑性聚酰胺树脂30-90％；(2)溴系阻燃剂5-40％；(3)阻燃协效剂0.5-15％；(4)增强材料0-50％。该发明申请通过将溴化聚苯乙烯、硼酸锌、有机硅阻燃剂复配得到一种阻燃热塑性聚酰胺组合物，用有机硅阻燃剂替代了锑化合物，一定程度上减少了溴锑协同作用时产生的大量气体，符合环保的要求，但是市场上一些常见的有机硅阻燃剂价格都普遍较高，这使得该体系的成本变高。再者，硼酸锌作为阻燃协效剂，阻燃聚酰胺制品在潮湿环境中长时间存放或使用会存在硼酸析出，从而影响外观和电性能。