[发明专利]阻燃改性尼龙及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域和材料工程技术领域，具体地说，涉及一种阻燃改性尼龙及其制备方法。

背景技术

工程塑料具有优异的力学性能、电性能和尺寸稳定性，质量轻且易成型，被广泛应用于电子电器、汽车、家电及建筑等领域。作为应用重要程度日益提高的材料，工程塑料大多面临比较苛刻的使用环境，如高温、高湿度等，其阻燃性能在许多场合成为一个至关重要的因素。近年来，随着世界范围内防火安全标准的日益严格，工程塑料阻燃改性成为一个倍受注目的课题。

尼龙，是目前工程塑料中产量最大、应用范围最广的品种。其具有优异的机械性能、耐磨性、良好的加工性能和耐化学试剂性等特点。然而，就阻燃性能方面，未改性的尼龙塑料阻燃性较差，仅能达到按照UL-94垂直燃烧测试标准的V-2或HB级别。目前，实现尼龙阻燃的主要方法是使用添加型阻燃助剂。阻燃助剂例如有卤系阻燃剂、氮系阻燃剂、含磷阻燃剂和无机化合物等几个大类，不同种类阻燃剂在阻燃机理、阻燃效率以及对材料性能的影响方面差异较大。

三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)是一种性能优良的氮系无卤阻燃剂，与含磷、含卤素阻燃剂相比，MCA阻燃剂具有毒性低、耐温性能高、热稳定性好、阻燃效率高、适用性强、价格便宜等优点，尤其适用于不加填充的尼龙材料的阻燃改性，能实现UL-94燃烧测试标准的V-0级别。

一般的挤出加工过程中，MCA粉料由于具有一定极性，粉体微粒之间疏松多孔，容易吸潮结块，因而极易吸附于喂料料斗壁上，出现下料困难、喂料不均匀等问题，同时设备难以清理，粉尘污染严重。另一方面，MCA由于熔点高，因而在与尼龙共混过程中，基本保持固相粒子形态，从而极大地影响其在树脂中的分散。由此导致阻燃剂实际利用率低，制备得到的阻燃尼龙料难以实现稳定的UL-94V-0阻燃性能，而是出现材料仅局部表现V-0阻燃性能或是完全表现V-2阻燃性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的阻燃改性尼龙及其制备方法。

为了实现本发明目的，本发明提供的阻燃改性尼龙，由以下重量份的各原料制成：聚酰胺树脂100份、三聚氰胺5-10份、氰尿酸5-10份、改性剂0.1-5份和溶剂50-1000份。

其中，所述改性剂由质量百分含量为0.1-100％的抗氧剂和0.1-100％的润滑剂组成。

所述溶剂选自水、无机酸水溶液。

所述聚酰胺树脂选自尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12、尼龙46、尼龙610、尼龙612、尼龙1010等中的至少一种。

所述改性剂选自抗氧剂1098、抗氧剂1010、抗氧剂168等中的至少一种。

所述润滑剂选自有机硅类润滑剂(如硅酮粉或硅酮母粒)、硬脂酸盐、聚酰胺蜡、乙撑双硬脂酰胺(EBS)、润滑剂TAF等中的至少一种。其中，所述聚酰胺蜡是由二元酸和二元胺通过缩聚反应而制得的低分子量蜡，分子量为500～5000Da。

所述无机酸水溶液选自硫酸、硝酸、磷酸等的水溶液，优选质量百分浓度5-95％的硫酸溶液。

优选地，本发明的阻燃改性尼龙，由以下重量份的各原料制成：聚酰胺树脂100份、三聚氰胺5-8份、氰尿酸5-8份、改性剂0.1-5份和溶剂100-1000份。

在本发明的一个具体实施方式中，所述阻燃改性尼龙由以下重量份的各原料制成：尼龙6 100份、三聚氰胺7份、氰尿酸7份、抗氧剂1098 0.3份、聚酰胺蜡0.5份和95％的硫酸溶液1000份。

在本发明的又一个具体实施方式中，所述阻燃改性尼龙由以下重量份的各原料制成：尼龙66 100份、三聚氰胺6份、氰尿酸6份、抗氧剂1010 0.3份、硅酮粉0.5份和95％的硫酸溶液1000份。

在本发明的再一个具体实施方式中，所述阻燃改性尼龙由以下重量份的各原料制成：尼龙12 100份、三聚氰胺7份、氰尿酸7份、抗氧剂1076 0.3份、乙撑双硬脂酰胺0.5份和95％的硫酸溶液1000份。

本发明的阻燃改性尼龙，可按照如下方法制备得到：

1)向聚酰胺树脂中加入溶剂，于20-110℃，100-1000r/min搅拌混合5-120分钟，得到溶液I；

2)向溶液I中加入三聚氰胺、氰尿酸，于20-110℃，100-1000r/min搅拌混合5-120分钟，得到溶液II；

3)向溶液II中加入改性剂加入到该密闭容器中，于20-110℃，100-1000r/min搅拌混合5-120分钟，得到溶液III；