[发明专利]一种席夫碱基P-N-Si系阻燃PA6、纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及一种席夫碱基P‑N‑Si系阻燃PA6、纤维及其制备方法，按重量份数，原料组分包括：10‑30份席夫碱基P‑N‑Si系阻燃聚酰胺6，70～90份PA6切片，通过纺丝制得阻燃抗熔滴PA6纤维。本发明所制得阻燃PA6纤维与纯PA6纤维相比，具有无卤、无熔滴、阻燃效率高、释热量低等优点。

技术领域

本发明属于阻燃聚酰胺6、纤维及其制备领域，特别涉及一种席夫碱基P-N-Si系阻燃PA6、纤维及其制备方法。

背景技术

聚酰胺6(PA6)，又名尼龙6，是一种具有优异机械性能、电绝缘性能及耐化学性能的高分子材料，可适用于多种加工成型工艺，广泛应用于机械制造、交通运输、建筑材料及纺织服装等领域。然而，PA6是一种易燃的高分子材料，其极限氧指数(LOI)仅为21.5％，无法通过垂直燃烧实验(UL94)的等级测试。PA6在燃烧过程中，火焰传播速度快，释热量高，并伴有严重的有焰熔滴现象，对人体和生态环境均造成不可逆转的潜在伤害。尤其是有焰熔滴现象，在容易造成人员烫伤的同时，还会引燃周遭材料，扩大火灾范围。因此，为了进一步扩大PA6的应用范围，迎合时代发展的新需求，无卤、阻燃、无熔滴PA6的研发成为广大专家学者的研究热点。

专利CN 201811242730.7公开了一种无卤阻燃聚酰胺材料及其制备方法。其特征在于，先采用偶联剂对气相二氧化硅和膨胀型石墨进行表面改性制得改性填料，然后将PA6、环氧树脂、马来酸酐接枝聚丙烯、聚酰胺弹性体同时送入密炼机进行第一次密炼，随后加入聚磷酸铵、笼型聚倍半硅氧烷、三聚氰胺衍生物及表面改性填料进行密炼。本发明制备所得产品可通过UL94测试的V-0级别，并获得较为优异的力学性能(拉伸强度为85.8MPa，断裂伸长率为8.56％)。但该发明依旧存在流程长，使用助剂多等缺陷。

专利CN 201210066296.8公开了一种用于玻纤增强PA6的环保无卤阻燃剂。其特征在于设计了一种磷酸铝、三聚氰胺氰尿酸盐、聚磷酸铵、成炭剂协效阻燃PA6体系。该发明制备所得的阻燃PA6产品具有成本低、发烟量小、阻燃效率高等优势。但其依旧面临磷系阻燃剂易水解，在后期使用过程中易失效等缺陷。

综上，上述专利所涉及的阻燃体系均对PA6阻燃性能的提高起到了较好的效果，但为了获得较为优异的阻燃效果，其通常需要较大的阻燃剂添加量以及较为复杂的阻燃剂配比，这必然会对PA6材料本体性能及其后期加工产生不利影响。因此，寻求一种简单、高效、耐水性能良好的P-N-Si系阻燃剂，构建完整的膨胀阻燃体系，必然是阻燃PA6今后发展的关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种席夫碱基P-N-Si系阻燃PA6、纤维及其制备方法，克服现有阻燃剂添加量大对PA6材料的力学等本体性能产生不利影响的技术缺陷，本发明中通过引入一种席夫碱基P-N-Si系阻燃剂，实现提高PA6纤维阻燃性能的目的。

本发明的一种席夫碱基P-N-Si系阻燃聚酰胺6，按重量份数，原料组分包括：席夫碱基P-N-Si系阻燃剂20～40份、PA6切片60～80份，其中席夫碱基P-N-Si系阻燃剂为芳香族席夫碱基超支化聚硅氧烷包覆改性聚磷酸铵阻燃剂。

所述席夫碱基P-N-Si系阻燃剂的结构通式为：

其中R₂独立地选自氨乙基丙基或丙基；R₄独立地选自甲基、乙氧基或苯基，R₅独立地选自甲基、乙氧基或苯基，其中x＝5-20，波浪线代表重复的支化Si-O-Si链段。

所述席夫碱基P-N-Si系阻燃剂选自：

中的一种或几种，其中x＝5-20，波浪线代表重复的支化Si-O-Si链段。

上述席夫碱基P-N-Si系阻燃剂由下列方法制备：