[发明专利]一种尼龙树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及树脂领域，特别涉及一种尼龙树脂及其制备方法。

背景技术

聚酰胺纤维，俗称尼龙，是分子主链上含有重复酰胺基团的热塑性树脂的总称。尼龙以其优异的力学性能、耐摩擦性、耐热性、电绝缘性和耐候性，广泛应用于纺织纤维、汽车、电子电器、工程机械等领域。然而，其燃烧速度快，放热量高，尤其是燃烧时产生有焰熔滴，大大增加了火灾传播的危险，危及人类生产生活安全。因此，对其阻燃性的研究一直是业界重点关注的一个话题。

尼龙材料阻燃性的获得主要通过共混添加和共聚反应两种方式，工业应用中主要采用共混添加的方式，如尼龙纤维通过阻燃剂与基体树脂共混纺丝或在织物后整理工序中通过表面处理来达到阻燃目的，工程塑料用阻燃尼龙材料主要通过螺杆共混来完成。然而，共混添加的方式由于阻燃剂用量大，且加工过程中阻燃剂容易团聚形成应力集中点，从而使所制备阻燃材料的力学性能下降，另一方面，由于外加阻燃剂与基体树脂相容性差，导致阻燃剂向材料表面迁移，从而使阻燃性不能持久。

共聚反应型阻燃尼龙由于阻燃剂作为共聚组分参与聚合反应，通过化学键与聚合物相连接，能够稳定地存在于聚合物内部而不迁移流失，具有永久阻燃性，且性能稳定。例如申请号为201110065541.9的中国专利公开了一种制备无卤阻燃尼龙的方法，其将含磷阻燃剂2-羧乙基苯基次膦酸与己内酰胺开环共聚，形成阻燃尼龙材料，该方法得到的阻燃尼龙阻燃效果好，阻燃等级达UL94V-0。然而，该专利采用单羧基结构阻燃剂，该阻燃剂在尼龙聚合中相当于封端剂，从而使制备树脂粘度较低，进而影响其力学性能。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种尼龙树脂及其制备方法，所述尼龙树脂具有较高的阻燃性能和力学性能。

本发明公开了一种尼龙树脂的制备方法，包括以下步骤：

将聚合单体、催化剂、反应型阻燃剂、成炭剂混合，进行缩聚反应，得到尼龙树脂；

所述聚合单体包括同时含有氨基和羧基的化合物以及内酰胺中的一种或几种；

所述反应型阻燃剂为具有式（I）～（IV）结构的化合物中的一种或几种：

其中R₁为1～4个碳原子的亚烷基，R₂和R₃任意选自-H、-CH₂COOH,-CH₂CH₂COOH,-CH₂CH₂CH₂COOH或1～18个碳原子的烷基，R₄为1～12个碳原子的亚烷基或亚芳基。

优选的，所述同时含有氨基和羧基的化合物为氨基己酸、氨基十一酸或氨基十二酸；所述内酰胺为己内酰胺、庚内酰胺、十一内酰胺或十二内酰胺。

优选的，所述聚合单体还包括二酸或二胺中的一种或几种。

优选的，所述催化剂为水、无机酸、无机酸酯和氨基酸的一种或几种。

优选的，所述无机酸为磷酸、亚磷酸或偏磷酸，所述无机酸酯为磷酸酯、亚磷酸酯或偏磷酸酯，所述氨基酸通式为：其中R=-C_nH_2n+1，式中n=1～12。

优选的，所述成炭剂为季戊四醇或多季戊四醇。

优选的，所述聚合单体、催化剂、反应型阻燃剂、成炭剂的质量比为100：（0.1～5）：（0.5～15）：（0.1～2）。

优选的，所述缩聚反应的温度为200～280℃，所述缩聚反应的时间为2～20小时。

优选的，所述缩聚反应的高压为0.2～1.8MPa，负压为-0.05～-0.1Mpa。

本发明还公开了一种上述技术方案所述的方法制备的尼龙树脂。

与现有技术相比，本发明尼龙树脂的制备方法，包括以下步骤：

将聚合单体、催化剂、反应型阻燃剂、成炭剂混合，进行缩聚反应，得到尼龙树脂；所述聚合单体为同时含有氨基和羧基的化合物以及内酰胺中的一种或几种；或者所述聚合单体为二酸和二胺；所述反应型阻燃剂为具有式（I）～（IV）结构的化合物中的一种或几种。本发明使用的反应型阻燃剂为含磷阻燃剂，其与单体共聚后，稳定地存在于聚合物内部而不迁移流失，具有永久的阻燃性能。而且所述反应型阻燃剂在聚合中处于聚合物的内部，对尼龙树脂粘度影响小，力学性能优异。所述的尼龙树脂可应用于纺织纤维、军工、航空航天、轨道交通、汽车、工程机械、电子电器、建筑、家具、日用消费品等领域。

具体实施方式