[发明专利]一种无卤阻燃玻纤增强尼龙6材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于阻燃材料技术领域，涉及一种无卤阻燃玻纤增强尼龙6材料及其制备方法。

背景技术

尼龙6具有力学强度高、电气性能好、加工流动性好、耐磨耐油、耐弱碱及耐极性有机溶剂腐蚀等优点，广泛的应用于汽车及电子电气领域。然而尼龙6仍存在吸水率高、热变形温度低、尺寸稳定性差及容易燃烧等缺陷。现今解决这类缺陷较为常用的方式是在尼龙6中添加玻纤。玻纤增强的尼龙6降低了材料的吸水性、热变形温度得到提高，尺寸稳定性也相应增加。但是却引入了一个新的问题，即“烛芯效应”，这使得玻纤增强的尼龙6更易燃烧。并且玻纤增强尼龙6燃烧热值高、燃烧时热释放速率大、火焰传播快、不易熄灭。对人们的生命及财产安全形成了巨大的威胁，限制了其在电子电器及汽车领域中的应用。

次磷酸盐体系阻燃玻纤增强尼龙是现今研究的热点，具有优异的阻燃效果。次磷酸盐是该体系中的主要阻燃成份，占有相当大的比例。然而次磷酸盐在燃烧时会释放出PH₃，危害人们的生命安全，造成环境污染。因此，在保持该体系阻燃效果的前提下，如何降低PH₃释放量是亟待研究的课题。

中国专利CN 104559151 A公布了一种无卤阻燃玻纤增强尼龙材料及其制备方法。无卤阻燃玻纤增强尼龙材料按质量百分含量由以下组分组成：PA644-70％；无卤阻燃剂15-25％；偶联剂0.2-0.4％；抗氧剂0.2-0.4％；润滑剂0.3-0.5％；玻璃纤维10-30％。其无卤阻燃剂由水滑石与红磷复配而成，水滑石为镁铝碳酸根型水滑石和/或锌镁铝碳酸根型水滑石，其燃烧时仍然会释放出PH₃。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种阻燃效果好的无卤阻燃玻纤增强尼龙6材料及其制备方法，本发明的无卤阻燃玻纤增强尼龙6材料能有效降低次磷酸盐体系释放PH₃等问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种无卤阻燃玻纤增强尼龙6材料，包括以下组分及重量份含量：尼龙6基材50-70份、焦磷酸哌嗪10-20份、复配阻燃剂5-10份、偶联剂0.5-1份、相容剂0.5-1份、抗氧剂0.5-1份及玻璃纤维10-30份。

所述的焦磷酸哌嗪为粒径10-30μm的焦磷酸哌嗪。

所述的复配阻燃剂为次磷酸盐。

所述的次磷酸盐选自次磷酸铝、二乙基次磷酸铝、苯基次磷酸铝或甲基乙基次磷酸铝中的任意一种。

所述的偶联剂选自硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的任意一种或两种。

所述的相容剂选自马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯高聚物、丙烯酸接枝乙烯-乙酸乙烯高聚物、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、丙烯酸接枝苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、丙烯酸接枝乙烯-辛烯共聚物或马来酸酐接枝异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的任意一种。

所述的抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚或四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯中的任意一种。

所述的玻璃纤维为长度为3-6mm的短玻纤。

一种无卤阻燃玻纤增强尼龙6材料的制备方法，按重量份，将焦磷酸哌嗪10-20份及次磷酸盐5-10份先在高速混合机中混合得到无卤膨胀阻燃剂，再加入尼龙6基材50-70份、偶联剂0.5-1份、相容剂0.5-1份、抗氧剂0.5-1份、玻璃纤维10-30份，经挤出机混炼，得到无卤阻燃玻纤增强尼龙6材料。在得到无卤阻燃玻纤增强尼龙6材料以后，可以经注塑机注塑为标准样条进行材料性能测试。

所述的混炼温度为220-250℃。所述的注塑温度为220-250℃。

焦磷酸哌嗪具有较高的热稳定性和成炭性，能同时作用于凝聚相和气相，阻燃效率高且不释放PH₃。因此本发明将焦磷酸哌嗪与次磷酸盐复配得到无卤膨胀阻燃剂，再用无卤膨胀阻燃剂制备得到无卤阻燃玻纤增强尼龙6材料，本发明制得的无卤阻燃玻纤增强尼龙6材料可以明显降低PH₃的释放，同时阻燃等级也能达到UL94V-0级。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

1)将焦磷酸哌嗪与次磷酸盐复配，两者具有较好的协效阻燃作用和相容性，对玻纤增强尼龙6材料不仅具有良好的阻燃效果，同时还保留了材料本身的优异性能；