[发明专利]一种无卤阻燃聚酰胺66及其制备方法

说明书

本发明涉及一种无卤阻燃聚酰胺66及其制备方法，首先通过DPO基反应型磷系阻燃剂与二元胺之间的反应得到阻燃剂盐，然后在66盐聚合为聚酰胺66的过程中加入添加型磷系阻燃剂和阻燃剂盐等组分制得无卤阻燃聚酰胺66，无卤阻燃聚酰胺66的分子链由聚酰胺链段和DPO基反应型磷系阻燃剂链段组成，分子链中磷元素的含量为0.4～0.8wt％，分子链之间含有4～9wt％的添加型磷系阻燃剂。本发明制得的无卤阻燃聚酰胺66的极限氧指数大于30％，拉伸强度为58～72MPa，断裂伸长率为35～65％，可以通过注塑等方法成为齿轮、轴承及汽车部件等产品，也可以制备成聚酰胺66纤维并进一步加工成纺织品、军用织物及器材等。

技术领域

本发明属于阻燃聚酰胺合成技术领域，涉及一种无卤阻燃聚酰胺66及其制备方法，特别涉及一种通过引入磷系阻燃剂制备综合性能优异的无卤阻燃聚酰胺66及其制备方法。

背景技术

聚酰胺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，但是聚酰胺66的极限氧指数只有21～23％，熔滴现象严重，阻燃性能较差，严重限制了它在各行业的应用，所以改善聚酰胺66的阻燃抗熔滴性能具有重要的现实意义。

适用于聚酰胺66的阻燃剂主要有卤系、氮系、无机和磷系阻燃剂几大类，不同的阻燃剂在阻燃机理、阻燃效率以及对材料性能的影响方面差异巨大。其中卤系阻燃剂用途最为广泛、使用量最大并且阻燃效果也最好，但是卤系阻燃剂燃烧时释放出大量烟气和有毒气体，对环境和人体有较大危害。无机阻燃剂因热稳定性好、挥发性低、腐蚀性低、几乎无毒等优点，而被广泛应用在阻燃领域，但是通常需要较高的添加量才能达到较好阻燃效果。相比于卤系阻燃剂和无机阻燃剂，氮系阻燃剂具有稳定性好、对环境友好等优势，但是氮系阻燃剂大多以物理形式引入聚酰胺中，存在添加量大、易析出的问题。磷系阻燃剂具有热稳定性好、不易挥发、无腐蚀性气体产生、阻燃时间持久和毒性低等优点，近年来在阻燃聚酰胺领域有广泛应用，但目前主要以物理添加的形式加入到聚酰胺66中。

目前阻燃聚酰胺66常用的制备方法是共混法和聚合法，其中聚合法又包括共聚法和原位聚合法。共混法加工工艺简单，阻燃剂添加量高、分散不均且易析出，对材料力学性能影响较大。共聚阻燃改性是其阻燃改性的重要方式，通过共聚方法制备阻燃聚酰胺研究较少，共聚法阻燃工艺复杂、添加量大时聚酰胺的力学性能下降较大。原位聚合法是在聚合物的合成过程中引入阻燃剂分散于基体分子链之间，可有效避免共混法二次加工引起的降解，但是达到阻燃目的需要的添加量也较大，且存在阻燃剂易析出，耐水洗性较差问题，尤其是应用于纤维领域时存在纤维牵伸过程中阻燃剂易析出，阻燃效果变差，纤维力学性能下降、手感粗糙等问题。反应型磷系阻燃剂通过聚合法制备阻燃聚酰胺66在燃烧过程中，主要为气相阻燃作用，虽然有一定阻燃效果，但对聚酰胺交联成炭能力较弱，熔融滴落现象严重，常常会引起烫伤或二次火灾的问题。添加型磷系阻燃剂通过共混法制备阻燃聚酰胺66主要为凝聚相阻燃作用，许多磷系阻燃剂需要较大的添加量才能达到较好的阻燃效果，力学性能下降严重，并进一步影响其应用领域。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术通过改性制得的聚酰胺66阻燃性能较差或力学性能较差的缺点，提供一种综合性能优良的无卤阻燃聚酰胺66及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种无卤阻燃聚酰胺66，所述无卤阻燃聚酰胺66由阻燃聚酰胺66分子链以及分散在阻燃聚酰胺66分子链之间的添加型磷系阻燃剂组成，所述阻燃聚酰胺66分子链由聚酰胺链段和DPO基反应型磷系阻燃剂链段组成，所述阻燃聚酰胺66分子链中磷元素的含量为0.4～0.8wt％；

所述添加型磷系阻燃剂在无卤阻燃聚酰胺66中的含量为4～9wt％；

所述聚酰胺链段的结构式如下：

所述DPO基反应型磷系阻燃剂链段的结构式如下：