[发明专利]一种无卤阻燃PA6及其制备方法

说明书

本发明涉及一种无卤阻燃PA6复合材料，含有质量百分比66％～90％的PA6基材、9％～25％的复配无卤阻燃剂、0.1～2.0％的主抗氧剂、0.2％～4.0％的辅抗氧剂及0.7～3.0％的润滑剂；所述的复配无卤阻燃剂是由次磷酸盐‑环四硅氧烷双基协同化合物与氮系阻燃剂共同组成的。本发明采用次磷酸盐‑环四硅氧烷双基协同，能够使阻燃剂具有极好的成炭性和优异的阻燃效果，能够大大的减少无卤阻燃剂添加量，改善了阻燃剂与基体的相容性问题，且由于硅氧烷基团中含Si交联结构的存在能够增强基体的力学性能从而进一步抵消由于阻燃剂的添加而产生的不利影响；无卤阻燃PA6复合材料不仅具有阻燃效率高、无卤、低烟、低毒、抗滴落，且具有优秀的加工性能，可广泛应用。

技术领域

本发明涉及一种无卤阻燃PA6，属于在PA6中添加特定阻燃成分获得阻燃PA6复合材料的技术领域。

背景技术

聚酰胺6(PA6)由于其优异的物理机械性能，耐油性，耐磨损性和自润滑性等性能而广泛应用于电子和电气，仪器，交通，建筑等领域。由于PA6本身易于燃烧，难于成炭，且燃烧时连续滴落，易使火焰蔓延引起火灾，因此，为满足产品对聚合物材料阻燃性能的要求，就要对PA6进行有效的阻燃改性。在PA6中添加阻燃剂是改变PA6可燃性的一种常用方法。

目前用于PA6的阻燃剂主要包括卤系阻燃剂和无卤阻燃剂两大类。卤系阻燃剂虽然在PA6阻燃中起到了非常重要的作用，但由于在燃烧过程中发烟量大，且释放出有毒(如二噁英等)和腐蚀性的气体，对环境和人体造成很大的危害，欧盟于2006年开始实施《ROHS指令》，人们逐渐放弃了对它的使用。无卤则具有高效、低烟、低毒、添加量少、无熔滴等优点而受到越来越多的关注。而大多数无卤阻燃剂仅包含一种阻燃元素，例如磷(P)，硅(Si)，氮(N)，硼(B)等。但是，只有少量的单组份阻燃剂才能满足阻燃基体PA6的要求。包含多种元素的阻燃剂可通过P-N，P-Si，N-Si等不同元素之间的协同作用来提高阻燃效率。最近，双基团协同阻燃理论被提出并被广泛的应用。通过化学键将两种类型的阻燃基团引入同一分子中，并利用基团之间的协同阻燃作用获得了更高阻燃效率的阻燃剂。在现有文献和已公布的材料中已经证明这种形式的阻燃基团在提高效率中起关键作用，并且分子内基团比那些分子间基团表现出更优异的阻燃效率。

目前，多数研究都运用含有单阻燃基团的阻燃剂添加到PA6中，但是往往需要添加量很大，才能满足阻燃需求。因此会出现阻燃剂与基体相容性差、混合不均等问题，极大地影响了材料的机械性能。因此本发明将次磷酸盐和硅氧烷通过化学键结合在一个分子单元内，形成次磷酸盐-环四硅氧烷双基阻燃剂，既能提高阻燃效率，同时硅氧烷柔性基团的引入，减少了添加阻燃剂对力学性能的影响，获得了具有优异综合性能的高性能阻燃PA6材料。

发明内容

本发明针对目前存在的问题，提供一种以基于次磷酸盐-环四硅氧烷双基协同化合物为阻燃剂的新型PA6无卤阻燃复合材料，具有阻燃效率高、形成碳层致密、燃烧低毒害的特点，且能减少添加阻燃剂对力学性能的影响。

本发明提供的次磷酸盐-环四硅氧烷双基协同化合物与氮系阻燃剂共同组成的复配无卤阻燃剂；其中，次磷酸盐-环四硅氧烷双基协同化合物与氮系阻燃剂的质量比为2:1～5:1。

本发明提供的一种无卤阻燃PA6，其特征在于含有质量百分比66％～90％的PA6基材、9％～25％的复配无卤阻燃剂、0.1～2.0％的主抗氧剂、0.2％～4.0％的辅抗氧剂及0.7～3.0％的润滑剂。

次磷酸盐-环四硅氧烷双基协同化合物的化学结构式为：

所述次磷酸盐-环四硅氧烷双基化合物为次磷酸铝-环四硅氧烷双基化合物、次磷酸锌-环四硅氧烷双基化合物、次磷酸镍-环四硅氧烷双基化合物、次磷酸镧-环四硅氧烷双基化合物的一种或多种的混合物；

所述的氮系阻燃剂选自三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐及聚磷酸铵中的一种或多种的混合物；