[发明专利]一种阻燃尼龙66共聚物材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于阻燃尼龙合成技术领域，涉及一种阻燃尼龙66共聚物材料及其制备方法，特别是涉及一种含磷反应型阻燃剂预聚体嵌段阻燃尼龙66共聚物材料及其制备方法。

背景技术

尼龙66是工程塑料中应用最广泛的品种之一，具有优良的耐磨性、自润滑性和耐化学腐蚀性等，但是尼龙66的极限氧指数只有21～23％，阻燃性能较差，严重限制了它在各行业的应用，所以改善尼龙66的阻燃性能具有重要的现实意义。

目前，尼龙66的阻燃改性方法主要有三种：第一，织物后整理法，这种方法阻燃持久性差，且会影响织物的手感；第二，使用添加型阻燃剂，即通过机械混合的方法将阻燃剂加入到尼龙66基体中，这种方法效果明显、操作简单、适用范围广，但是阻燃剂粒子分散性较差且易团聚，对聚合物的机械性能及加工性能有较大影响；第三，使用反应型阻燃剂，即将阻燃剂加入聚合反应体系使其作为一种反应单体参与聚合，将阻燃成分结合到尼龙66分子主链或侧链上，具有热稳定性好、毒性小、阻燃效果持久等优点，且对尼龙66的使用性能影响小，是一种较为理想的改性方法。

中国专利(公开号CN1266445A)采用反应型阻燃剂2-羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)与66盐共聚制成阻燃尼龙66聚合物，阻燃剂分子聚合到尼龙66分子链上提高了产品阻燃持久性。中国专利(公开号CN101805444A)采用反应型阻燃剂与对苯二甲酸、乙二醇单体无规共聚得到阻燃聚酯，得到阻燃抗熔滴聚酯。共聚阻燃改性虽然能达到较好的阻燃效果，但是阻燃剂的引入势必对高分子材料的聚合过程有影响，使聚合物分子量下降，从而影响其力学性能。此外，反应型阻燃剂通常无规分布在高聚物基体中，对于无规共聚物来说，随着非结晶共聚单体(阻燃剂)浓度的增加，熔点单调下降，也就是说随阻燃剂含量的增多，高聚物基体熔点逐渐降低，从而限制了高聚物的使用范围。因此，我们面临着既需要一定量的阻燃剂添加以达到阻燃效果，同时也需要维持尼龙耐高温的使用性能的矛盾。因此，本发明将阻燃剂先处理成阻燃剂预聚体，再将阻燃剂预聚体与尼龙66预聚体共聚得到嵌段阻燃尼龙66共聚物材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种阻燃尼龙66共聚物材料及其制备方法，特别是提供一种含磷阻燃剂预聚体嵌段阻燃尼龙66共聚物材料及其制备方法。本发明得到的嵌段尼龙66共聚物既具有良好的阻燃性能，又保持了其耐高温的使用性能，这是因为对于嵌段共聚物，当共聚单体(阻燃剂)含量增至很大时，熔点仍然保持不变。同时，嵌段共聚物克服了无规共聚对材料晶体结构破坏大的缺点，与纯尼龙66相比，阻燃尼龙66共聚物的熔点和结晶性能均无明显变化，力学性能也没有很大变化。因此，本发明得到的阻燃尼龙66共聚物不仅可以用于塑料、薄膜等的原料，还可以经熔融纺丝制成阻燃纤维，应用到阻燃织物领域。

本发明的一种阻燃尼龙66共聚物材料，分子结构式为：

其中，x≥30，y≥30；z≥2；3/100≤z/(x+y)≤10/100；

所述R₁、R₃为直链、支化或环状的C₁～C₁₅的亚烷基；R₂、R₄为直链、支化或环状的C₁～C₁₅的烷基或芳基；R₅、R₆为直链的C₁～C₁₅的亚烷基。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种阻燃尼龙66共聚物材料，其极限氧指数在32％以上，垂直燃烧测试达UL94V-0级。

如上所述的一种阻燃尼龙66共聚物材料，其数均分子量Mn为1.8×10⁴～3.0×10⁴，材料的熔点为255～260℃，拉伸强度在60～88MPa，断裂伸长率在100％～200％。

本发明还提供了一种阻燃尼龙66共聚物材料的制备方法，首先将阻燃剂与二元胺或二元醇缩聚得到阻燃剂预聚体，然后将阻燃剂预聚体与尼龙66预聚体发生共聚反应，得到嵌段阻燃尼龙66共聚物材料；所述阻燃剂预聚体为粘稠状液体或者半固体，数均分子量Mn为10³～10⁴，并且在分子两端为带有羧基、胺基或羟基的活性官能团；

所述阻燃剂的结构为：