[发明专利]一种非锑阻燃聚酰胺复合材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及改性高分子新材料领域，具体涉及一种非锑阻燃聚酰胺复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚酰胺俗称尼龙(PA)，是分子主链上含有重复酰胺基团(-NHCO-)的一类热塑性树脂总称。未经改性的聚酰胺阻燃性能较差，在使用过程中极易引发火灾。因此在电子电器等领域应用时都需要对聚酰胺进行阻燃改性。可用于聚酰胺阻燃改性的阻燃剂种类主要有卤系，磷系，氮系等。目前卤系阻燃聚酰胺使用最为广泛。而卤系阻燃剂通常需要搭配阻燃协效剂才能达到好的阻燃性能，目前最常用的阻燃协效剂有三氧化二锑，硼酸锌等。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。

专利200610053337.4《高CTI值高阻燃性增强聚酰胺》中使用硼酸锌作为阻燃协效剂，提高了CTI值。但实际在应用中，首先硼酸锌本身含有结晶水，且耐温性不高，在挤出制备阻燃聚酰胺的高温条件下容易释放出结晶水，从而使挤出的塑料粒子发泡，有空心。基于同样原因，硼酸锌阻燃聚酰胺产品在注塑时表面容易出现流痕等不良表面状况。作为接触器产品应用时，在接受高频试验时在额定电压作用下，这种频繁通电会产生热能，热能促使硼酸锌内在结晶水释放出来产生水汽，导致寿命试验次数还未达到要求时就被击穿。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服了现有的聚酰胺复合材料中含有稀缺资源三氧化二锑，并且采用三氧化二锑的聚酰胺复合材料CTI值不高，而硼酸锌在注塑时表面易出现流痕等缺陷，提供了一种非锑阻燃聚酰胺复合材料，该复合材料中不含有三氧化二锑和硼酸锌，并且该复合材料的CTI值大于400V，还不会出现流痕等问题。本发明还提供了所述非锑阻燃聚酰胺复合材料的制备方法和应用。

本发明提供了一种非锑阻燃聚酰胺复合材料，其原料包括下述以重量百分比计的组分：聚酰胺20％-90％，卤系阻燃剂5％-25％，非锑阻燃协效剂2％-10％，润滑剂0.1％-3％，抗氧化剂0.1％-1％，表面改性剂0.3％-3％和增强改性剂1％-40％；其中所述的非锑阻燃协效剂包括氧化镁、二氧化硅和二氧化锡，氧化镁∶二氧化硅∶二氧化锡＝摩尔比2-3∶1-2∶1。

在本发明一较佳的实施方式中，所述非锑阻燃聚酰胺复合材料的原料包括下述以重量百分比计的组分：聚酰胺35％-75％，卤系阻燃剂10％-25％，非锑阻燃协效剂4％-10％，润滑剂0.2％-0.8％，抗氧化剂0.2％-0.8％，表面改性剂0.8％-1.2％和增强改性剂5％-32％。

本发明中，所述的聚酰胺可为本领域中各种常规的聚酰胺，如尼龙66和/或尼龙6。所述聚酰胺的相对粘度较佳地为2.3-2.7。

本发明中，所述的卤系阻燃剂可为本领域中常规使用的各种卤系阻燃剂，较佳地为聚溴化苯乙烯、溴化聚苯乙烯和十溴二苯乙烷中的一种或多种。其中所述的聚溴化苯乙烯可采用本领域中作为阻燃剂使用的各种规格型号的聚溴化苯乙烯。所述的溴化聚苯乙烯可采用本领域中作为阻燃剂使用的各种规格型号的溴化聚苯乙烯。

本发明中，所述的润滑剂可为本领域中常规使用的各种用于聚酰胺复合材料中的润滑剂，较佳地为乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)、改性EBS、聚乙烯蜡和硬脂酸盐中的一种或多种。

本发明中，所述的抗氧化剂可为本领域中常规使用的各种用于聚酰胺复合材料的抗氧化剂，较佳地为抗氧剂1010、1098和168中的一种或多种。

本发明中，所述的表面改性剂可为本领域中常规使用的各种用于聚酰胺复合材料的表面改性剂，较佳地为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和/或硅酮，其中醋酸乙烯酯链段在该共聚物中的重量含量较佳地为20％-30％。

本发明中，所述的增强改性剂可为本领域中常规使用的各种用于聚酰胺复合材料的增强改性剂，较佳地为无碱玻璃纤维、玻璃微珠和无机矿物中的一种或多种，所述的无机矿物较佳地为滑石粉、硅灰石、高岭土、蒙脱土和云母中的一种或多种。

本发明还提供了所述非锑阻燃聚酰胺复合材料的制备方法，其包括下述步骤：在双螺杆挤出机的主喂料口加入所述聚酰胺，在第一侧喂料口中加入下述组分的混合物：所述卤系阻燃剂、所述非锑阻燃协效剂、所述润滑剂、所述抗氧化剂和所述表面改性剂，在第二侧喂料口中加入所述增强改性剂，挤出，冷却即可。

其中，所述的混合物较佳地通过高速混合机混合得到。