[发明专利]一种DOPO衍生物/碳纳米管协效阻燃玻纤尼龙复合材料

说明书

本发明涉及一种DOPO衍生物/碳纳米管协效阻燃玻纤增强半芳香高温尼龙材料及其制备方法。其中，所述协效阻燃复合材料原料包括，以质量份数计：龙树脂86‑96份、桥链DOPO衍生物3.5‑13份以及改性碳纳米管0.5‑2份。所述材料的制备方法包括：(1)干燥原料；(2)将步骤(1)干燥后的原料混合均匀；(3)将步骤(2)中混合均匀的原料熔融挤出。本发明将DOPO基衍生化合物与碳纳米管进行复配，填充基体时添加量较低；且所制备产品的阻燃效果好，力学性能好；同时加工性良好，解决了DOPO衍生物添加量大且单独添加对基体力学性能降低明显的问题，可广泛用于电子电器和表面贴装技术等领域。本发明提出的制备方法简单，易操作，添加量少，使用效果好。

技术领域

本发明涉及无卤阻燃聚合物基复合材料领域，具体涉及一种DOPO衍生物/碳纳米管协效阻燃的玻纤增强半芳香高温尼龙复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着汽车工业、电子电器及机械工程等领域向高性能化和高可靠性要求不断转变，迫切要求大多数产品具备不同程度的阻燃性能。半芳香高温尼龙作为一种工程塑料，在热、电及耐化学性等方面有较好的表现，特别在高温环境下仍具有高强度、高刚性、极好的尺寸稳定性和精度。半芳香高温尼龙及其玻纤增强材料均具有较好的加工流动性，能进行传统的挤出、注塑和模压成型加工。因而，半芳香高温尼龙能在汽车零配件、电子元器、结构件以及表面贴装技术等领域进行广泛应用。但是，与其他工程塑料一致，半芳香高温尼龙产品在长期使用过程中发生易燃、易滴落等现象，使其应用受到较大地限制。因此，半芳香高温尼龙及其制品需进行阻燃改性，为进一步推广应用而成为关注的焦点。

半芳香族高温尼龙具有较高的熔点，其加工温度通常在300-350℃之间，而常用的无卤阻燃剂通常缺乏足够的热稳定性而无法满足其加工应用需求。因此，制备出适用于半芳香族高温尼龙材料的无卤阻燃剂存在较大挑战，相关研究备受关注。9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)是一类广泛应用的含磷阻燃剂，其衍生化合物通常具备较高的热稳定性，具有较高的阻燃效率，对环氧树脂、聚酯和聚酰胺树脂基体均有较好的阻燃效果。中国专利CN104086593、CN104119673公开了一种可用新型无卤阻燃苯乙基桥链DOPO衍生物，该化合物具有较高的热稳定性，将其添加到半芳香高温尼龙具有较好的阻燃效果。专利CN108102353进一步将该类DOPO衍生物与烷基次磷酸盐进行协效复配用于阻燃玻纤增强半芳香高温尼龙，能进一步提高材料的阻燃效率。

综上所述，现有技术公开的技术方案均是通过添加阻燃剂的方法进行来达到阻燃目的，但是由于合成阻燃剂技术的受限，阻燃材料的成本仍较高，应用受到一定的限制，同时尚未有专利通过DOPO衍生物与无机粒子进行复配对半芳香高温尼龙材料的相关研究进行报道。

碳纳米管以其特殊的结构在光、热、电、磁等方面表现出优异的性能，在聚合物复合材料领域有较好的应用前景。其中，碳纳米管对聚合物材料的热降解起到一定的延缓作用，能降低火灾危害，当碳纳米管在树脂基体中均匀分散时，材料在燃烧过程中形成连续的网络残炭结构，对聚合物基体起到阻隔保护作用。

将碳纳米管与DOPO衍生物复配对玻纤增强半芳香高温尼龙进行阻燃改性，既可以发挥DOPO衍生物较好的阻燃效果，又具有碳纳米管的成炭作用，可降低阻燃剂含量，能进一步提高材料的阻燃效率；同时也可保证材料的力学性能。因此，研究阻燃效率更高，力学性能好、成本适中的复配阻燃半芳香高温尼龙材料具有较大的经济价值和社会效益。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种DOPO衍生物/碳纳米管协效阻燃半芳香高温尼龙材料及其制备方法，通过简单操作的方法制备出阻燃剂添加量少、阻燃效率高的阻燃玻纤增强高温尼龙复合材料；所述尼龙材料在保证阻燃效果的同时，具有较高的力学性能，以克服现有技术的不足。