[发明专利]一种无卤阻燃尼龙复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及阻燃尼龙制备技术领域，尤其涉及一种无卤阻燃尼龙复合材料及其制备方法和应用。按重量份计，所述复合材料的原料组成包括：尼龙15‑84.8份、改性阻燃剂10‑70份、增韧剂5‑10份、润滑剂0.1‑3份、抗氧剂0.1‑2份；所述改性阻燃剂经过等离子体气体放电处理，即：将阻燃剂置于等离子体反应装置中，通入一种或者几种等离子体气体的混合物，利用等离子体对阻燃剂进行表面功能化处理。本发明利用低温等离子体技术对无卤阻燃剂进行表面处理，提高了阻燃剂与尼龙基体的相容性，有利于提高阻燃剂在尼龙中的分散性，这不仅可以提高尼龙材料的阻燃性能，而且有利于减少阻燃剂的加入对材料力学性能的恶化。

技术领域

本发明涉及阻燃尼龙制备技术领域，尤其涉及一种无卤阻燃尼龙复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

尼龙是一种用途最广、种类最多的工程塑料，该材料具有良好的力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学溶剂性、自润滑性，同时该材料加工性能优良，可一体化成型复杂的结构部件，被广泛用于汽车、电子电器、机械、轨道交通、体育器械等领域。但是尼龙属于可燃性塑料，在许多领域，如电子、电器、轨道交通等，对材料的阻燃性能提出了很高的要求，这就限制了尼龙材料的应用范围。

通过加入阻燃剂可以显著提高尼龙材料的阻燃等级，许多含卤素的阻燃剂(如溴系化合物)可以显著提高尼龙材料的阻燃性能。随着人们对安全和环境问题的重视，传统的卤素阻燃剂逐渐被无卤阻燃剂所替代，如氢氧化物、氮系、磷系阻燃剂。

无卤阻燃剂虽然具有环境友好的优点，但是与溴系阻燃剂相比添加量显著提高，如要达到UL94标准V0的阻燃等级，氢氧化物的添加量往往超过50份，其它类型无卤阻燃剂的添加量也要大于20份。如何将这种高添加量的阻燃剂很好的分散到尼龙基体中是一个很大的挑战。

专利文献CN104017356A公开了一种阻燃尼龙材料的制备方法，称取尼龙58.79-72.56份、三聚氰胺12.61-18.92份、磷酸11.53-17.29份、成炭剂3-5份，混合均匀后挤出造粒，制备的尼龙材料阻燃等级为V0。

专利文献CN105392841A公开了一种阻燃高温尼龙的制备方法，称取尼龙20-80份、聚磷酸酯10-40份、聚苯醚10-40份、聚四氟乙烯0-3份，混合均匀后挤出造粒，制备的尼龙材料阻燃等级为V0。

专利文献CN107129679A公开了一种增韧改性阻燃尼龙波纹管及其制备方法，将尼龙100份、增韧剂5-10份、阻燃剂10-20份、助剂5-15份混合后经特殊设备高温挤出成型，波纹管阻燃等级为V2。

专利文献CN107057346A公开了一种阻燃型尼龙组合物的制备方法，称取尼龙66树脂60-93份、有机硅阻燃剂1-15份、氮系或者磷系阻燃剂5-25份，混合均匀后挤出造粒，使用复合阻燃剂制备的尼龙材料极限氧指数大于31。

罗鸿鑫等(期刊文章：《表面改性对尼龙6/氢氧化镁阻燃性能的影响》,绝缘材料，2005，38(6):34-38)以偶联剂处理的Mg(OH)₂为阻燃剂制备了阻燃尼龙6复合材料，发现当Mg(OH)₂用量为40％时，材料氧指数可达30％以上，垂直燃烧等级为V0。

吕昕冉等(期刊文章：《复合改性纳米氢氧化镁阻燃尼龙6的制备及性能》,绝缘材料，2013，46(6):36-40)以硬脂酸/硬脂酸钙处理的Mg(OH)₂为阻燃剂制备了阻燃尼龙6复合材料，发现当Mg(OH)₂用量为45％时，材料氧指数可达27％以上。