[发明专利]无卤阻燃热塑性聚酰胺组合物

说明书

技术领域

本发明涉及聚酰胺组合物技术领域，特别是指一种无卤阻燃热塑性聚酰胺组合物。

背景技术

热塑性聚酰胺树脂，如尼龙6，尼龙66，有着优异的力学性能，电学性能和极为优异的成形加工性，被十分广泛地应用于电子电气设备、家用设备、办公自动化设备、汽车和机械设备等领域中。

为了防止和减少火灾的发生，这些应用常要求聚酰胺具有良好的阻燃性。最常用的赋予高分子材料阻燃性的方法是引入阻燃剂，包括卤系阻燃剂和无卤阻燃剂。其中，卤系阻燃剂一般阻燃效率较高，添加量相对较少，对高分子材料的力学性能影响较小，但燃烧过程中会产生大量有毒烟气，并存在环境污染等问题。国际相关组织及部分国家已经开始限制卤系阻燃剂的使用，2008年美国加利福尼亚和2004年8月欧盟已经出台相关法例，禁止使用曾经被广泛使用的卤系阻燃剂—五溴二苯醚和八溴二苯醚。2009年，美国再次宣布将在未来三年内逐步淘汰十溴联苯醚，无卤化正成为阻燃高分子材料发展的新趋势。

但目前，无卤阻燃材料在开发和应用方面还存在一些问题。比如与卤系阻燃剂相比，无卤阻燃剂一般阻燃效率低，添加量大，降低了组合物的流动性，使薄壁制件的注塑生产变的困难，并且制件的表面质量较差。技术人员一般通过复配不同的阻燃剂，并优化配比，以降低阻燃整体添加量，减少阻燃剂添加对流动性和制件表面的影响，但通常阻燃剂含量不能大幅降低。另外，还有添加小分子物提高流动性的方法，但小分子物易迁出，容易污染模具，影响注塑生产，并且阻燃性一般会因小分子物的加入而降低。特别是某些阻燃剂或小分子物的析出，造成表面起霜，严重影响制件外观。

发明内容

本发明提出一种无卤阻燃热塑性聚酰胺组合物，解决了现有技术中低流动性、阻燃效果差和表面起霜的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种无卤阻燃热塑性聚酰胺组合物，该组合物包括：

（A）20-80wt%至少一种热塑性聚酰胺，

（B）1-10wt%至少一种有机改性聚二甲基硅氧烷，

（C）3-20wt%至少一种芳香族磷酸酯，

（D）3-25wt%至少一种选自具有式（Ⅰ）所示结构的次膦酸盐和/或具有（Ⅱ）所示结构的二次膦酸盐，

（E）0-40wt%增强纤维，以及

（F）0-40wt%无机填料；

上述（B）中所述的有机改性聚二甲基硅氧烷是指侧基和/或端基含有一个或多个有机基团的聚二甲基硅氧烷，其中有机基团选自烷基、环烷基、酯基、苯基、氨基、环氧基、羟基、羧基、乙氧基、丙氧基中的一种或多种；

上述（C）中所述芳香族磷酸酯为间苯二酚双（二苯基磷酸酯）、双酚A双（二苯基磷酸酯）、间苯二酚双[二（2,6-二甲基苯基）磷酸酯]、对苯二酚双（二苯基磷酸苯酯）中的一种或多种；

上述（D）中所述（Ⅰ）的结构式为：

上述（D）中所述（Ⅱ）的结构式为：

式中R1、R2、R3和R5为相同或不同，并且是氢、直链或带有支链的C1—C6的烷基和/或芳基；R4为C1—C10直链或支链的亚烷基、C6—C10的亚芳基、烷基亚芳基和/或芳基亚烷基；M、N为相同或不同，并且为碱土金属类、碱金属类、铝、锌、钛、锆、硅、锡或一种质子化的氮碱基；m，m′为相同或不同，并且为从1到4的整数；n是1-4的整数；x是1-4的整数。

作为优选的技术方案，所述增强纤维为选自玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳香族聚酰胺纤维中的一种或多种，既可以使用短纤，也可以用长纤，但最好选用E无碱玻纤。添加增强纤维的目的是提高组合物的力学性能。添加量若如果高于40重量份的话，则会影响组合物的阻燃性。

作为优选的技术方案，所述无机填料为选自云母、滑石粉、水滑石、高岭土、蒙脱土、二氧化硅、硅酸钙、偏硅酸钙、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡、二氧化钛、玻璃空心微珠、石墨、玻璃鳞片、黏土中的一种或几种。上述填料也可以用偶联剂、有机物及无机物等的一种或多种的表面处理剂进行处理，优选用偶联剂如硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂用公知的方法进行表面处理。另外，如果选用上述填料中具有纳米级尺寸或具有片状结构的填料，可以在一定程度上提高阻燃性。填料的添加量可以根据成本或力学性能的需求进行添加，不宜超过25重量份。若超过25重量份，组合物的力学性能会大幅降低。