[发明专利]一种膨胀型非增强无卤阻燃尼龙6的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种膨胀型非增强无卤阻燃尼龙6的制备方法，尤其涉及一种膨胀型非增强无卤阻燃尼龙6的制备方法，属于阻燃工程塑料技术领域。

背景技术

随着电子电气工业及其他特殊行业的迅速发展，尼龙面临的使用环境也越来越苛刻，因此，对尼龙的性能提出了更高的要求，需要其在保持高力学性能的前提下，阻燃性能、电性能得到进一步的提高，所以对尼龙阻燃改性的研究越来越受到人们的关注。目前尼龙的阻燃主要通过两种途径实现：(1)使用添加型阻燃剂，如卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂和无机氢氧化物阻燃；(2)使用反应型阻燃剂。

考虑到阻燃剂的环保、低毒要求，氮系阻燃剂表现出了更加明显的优势，主要为三聚氰胺及其衍生物(MCA)，阻燃机理为：MCA改变了尼龙6树脂的热氧降解历程。使其快速的直接炭化形成不燃性的炭质，这些炭质因膨胀发泡作用而覆盖在材料表面形成薄层，隔断与氧气的接触界面，从而有效地抑制了材料的继续燃烧。此外，MCA在350℃升华吸热并分解成三聚氰胺及氰尿酸，后者催化尼龙降解为低聚物，并以熔滴形式脱离燃烧区域，向环境转移大量热量。分解产生的水、氮气等不燃性气体通过发泡作用使材料变成膨胀体，大大降低了热传导性，也有利于材料离火自熄。MCA在阻燃过程中同时表现促进炭化和发泡双重功能。三聚氰胺衍生物类的阻燃剂，无臭、无味，本身及分解产物不含有害物质，还具有优异的电性能和机械性能，但目前仍存在阻燃效果不稳定的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提出一种膨胀型非增强无卤阻燃尼龙6的制备方法，用以克服已有技术的缺陷，通过对三聚氰胺及其衍生物的化学改性，合成无卤含氮阻燃剂，并通过与辅助阻燃剂的复配协效作用达到阻燃效果，以改善单一阻燃剂的效果不稳定的缺点，获得阻燃等级高且效果稳定的阻燃尼龙6。

本发明提出的膨胀型非增强无卤阻燃尼龙6的制备方法，包括以下步骤：

(1)合成无卤阻燃剂：

将酰氯类化合物和三聚氰胺类化合物(MCA)按照1-3:1的摩尔比分散于甲苯中，常温搅拌后加热至90℃-110℃，回流反应4-8小时，对回流反应产物进行过滤后，以阶梯升温方式进行干燥，水洗产物两次，过滤后在150℃下干燥3-5小时，得到白色无卤阻燃剂，其中，所述的酰氯类化合物为苯甲酰氯、草酰氯、乙酰氯、对苯二甲酰氯、邻苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯或均苯三甲酰氯中的任何一种，所述的三聚氰胺类化合物(MCA)为三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺盐酸盐、三聚氰胺磷酸盐或三聚氰胺草酸盐中的任何一种，所述的阶梯升温方式为：升温至120℃干燥1小时，升温至150℃干燥2小时，升温至180℃干燥2小时，200℃干燥2小时；

(2)按照下列配比准备原料：

将上述原料以上述重量份称量后加入高速混合机中混合均匀；

其中，所述的辅助阻燃剂为氧化锑、铝镁复合物或硼酸锌中的任何一种，所述的相容剂为马来酸酐、环氧树脂或间-异丙烯基-2，2-二甲基苯酰异氰酸酯中的一种或多种以任何比例相混合，所述的增韧剂为苯二甲酸酯类、聚酯类或间规1，2-聚丁二烯类中的任何一种，所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、KH-560、KH-570，所述的抗氧剂中各组分的重量百分比为：受阻酚类抗氧剂15％-25％，硫代酯类抗氧剂15％-20％，亚磷酸酯类抗氧剂55％-70％；

(3)熔融挤出：将混合料送入双螺杆挤出机，进行熔融共混挤出、拉条、水冷、切粒、干燥，得到膨胀型非增强无卤阻燃尼龙6，其中，所述的挤出工艺各区段温度分别为：输送段210℃-240℃、熔融段230℃-260℃、挤出段220℃-260℃、排气段220℃-250℃、剪切段210℃-240℃；所述的干燥温度为70℃-115℃。

上述制备方法中，所述的受阻酚类抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。

上述制备方法中，所述的硫代酯类抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯。

上述制备方法中，所述的亚磷酸酯类抗氧剂为双十八烷基季戊四醇二亚磷酸酯。