[发明专利]一种阻燃增强PA6复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种阻燃增强PA6复合材料及其制备方法。本发明的阻燃增强PA6复合材料，按重量份数计，包含尼龙6树脂60‑80份，改性MPP 10‑20份，玻璃纤维20‑40份，抗氧剂0.3‑0.6份，润滑剂0.3‑0.6份，其中，所述改性MPP的制备方法包括：将纳米二氧化硅、磷酸加入到高压反应釜中，反应2‑4h时间后再加入MPP，保持压力不变将温度控制在100±5℃，再加入MA，得到改性MPP。本发明通过对普通市售的MPP进行改性处理既能提升其在基体树脂中的相容性又提升了其本身的刚性，制得的复合材料具有密度低、烟密度低以及CTI值高等特点，成品绿色环保。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体是涉及一种阻燃增强PA6复合材料及其制备方法。

背景技术

尼龙6(PA6)因具有高的抗张强度、优异的抗冲击性能、良好的耐磨性能、较低的摩擦系数和耐化学性能，在汽车、国防、电子电器、包装等领域得到了广泛的应用，是一类重要的工程塑料。近年来，随着尼龙6的发展和新标准的实施，对尼龙6的拉伸强度和韧性提出了更高的要求。同时，由于尼龙6属于可燃材料，燃烧会释放出大量的热量，同时伴随着大量浓烟并容易引起火焰的蔓延，会严重危害人类的健康，并污染环境。而目前国家正在严厉整治环境，汽车以及电子电器行业中对材料的阻燃要求又不断地提高，所以很有必要开发阻燃效率高(阻燃剂使用量小)、燃烧时发烟量低的无卤阻燃产品。目前，市场上存在很多无卤阻燃剂，大致分为磷系和氮系，但是这两类阻燃剂的阻燃效率都不够高。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供了一种机械性能和加工性能优良的阻燃增强PA6复合材料及其制备方法，解决溴系阻燃尼龙6复合材料阻燃效率低、燃烧时发烟量大，以及目前无卤阻燃尼龙6复合材料阻燃效率低等问题。

为达到本发明的目的，本发明的阻燃增强PA6复合材料，按重量份数计，包含尼龙6树脂60-80份，改性MPP 10-20份，玻璃纤维20-40份，抗氧剂0.3-0.6份，润滑剂0.3-0.6份。

进一步的，所述尼龙6树脂为己内酰胺开环脱水聚合的产物，粘度在2.0-2.8之间。

进一步的，所述改性MPP为经过磷酸、纳米二氧化硅和马来酸酐(MA)改性后的MPP。

进一步的，所述改性MPP的制备方法为：将纳米二氧化硅、磷酸加入到高压反应釜中，反应体系温度控制在80±5℃，反应2-4h时间后再加入MPP，保持压力不变将温度控制在100±5℃，反应1-2h后将MA缓慢加入，维持原来的反应参数直至反应结束得到改性MPP，经过洗涤、过滤、干燥和粉碎得到改性MPP粉末。

优选的，将纳米二氧化硅、磷酸加入到高压反应釜中后，将压力调节至1.4-1.6MPa，例如1.5MPa。

优选的，按重量份计，所述改性MPP的制备方法中原料包含MPP 50-80份，磷酸15-30份，纳米SiO₂ 5-15份，马来酸酐5-10份。

三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)，它主要是通过三聚氰胺与磷酸合成，包含了磷系阻燃体系与氮系阻燃体系，磷酸基团在受热分解时生成磷酸，在高温下容易产生焦磷酸盐和水，水可以起到吸收热量、隔绝氧气和稀释可燃气体的作用。此外，磷酸和焦磷酸催化末端醇的脱水反应，在高温下导致交联和碳化结构的生成，限制新自由基和氧气的扩散。含氮基团受热产生氮气能够阻隔氧气并且三聚氰胺在高温下发生多种缩聚反应，促进材料碳化，起到较好的阻燃效果。因此磷系阻燃体系与氮系阻燃体系一起使用时，能够表现出明显的协同作用，燃烧过程中会产生协同作用的(PNO)x物质。然而，目前使用最多的溴系阻燃剂主要阻燃机理是气相阻燃，它燃烧时会产生大量带着自由基气体与分解的聚合物自由基进行反应，从而终止燃烧反应。燃烧时候产生的烟雾不仅会污染环境，而且还会对人体造成伤害，严重时可使人窒息死亡。本发明采用更加环保的三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)作为阻燃剂，生产出来的阻燃增强PA6复合材料与溴系阻燃PA6复合材料相比具有密度低、烟密度低、CTI值高等优点。