[发明专利]一种阻燃聚酰胺复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种阻燃聚酰胺复合材料及其制备方法和应用，所述复合材料包括如下按重量份计算的组分：聚酰胺树脂40～85份；溴系阻燃剂10～20份；阻燃协效剂3～10份；吸酸剂0.2～3份；增强材料0～40份；加工助剂0.1～2份；所述吸酸剂为氧化钙和/或氧化镁，所述吸酸剂与所述阻燃协效剂的质量比大于等于1:20。本发明克服了材料碳化分解的问题，能够应用于制备电子、电器或电工产品的零部件制品中。

技术领域

本发明涉及工程塑料技术领域，更具体地，涉及一种阻燃聚酰胺复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚酰胺具有优良的力学性能和成型加工性，广泛应用于汽车、建筑、电子电器和家电等行业。但是聚酰胺的阻燃性能弱，不能应用于在一些有电或高温行业，目前是在聚酰胺中加入溴系阻燃剂，比如十溴二苯乙烷。而为了提高阻燃性能和力学性能，在溴系阻燃剂中还会加入锑化合物。

虽然锑化合物与溴系阻燃剂可以协同作用提高阻燃效率，但是正是因为锑化合物的催化作用使得溴系阻燃剂的热稳定性变差，稍高的加工温度下就容易分解。特别是溴系阻燃剂-锑白的阻燃尼龙材料，在挤出或注塑过程中极易发生材料的分解碳化问题。

中国专利(CN102796366A)一种替代三氧化二锑的非锑阻燃协效剂的方法，即采用二氧化硅、氧化镁或者二氧化锡作为溴系阻燃剂的协效剂，解决了溴系阻燃尼龙在生产过程中因为分解导致的流痕问题。但是这种替代物的协效作用不及三氧化二锑，要达到1.6mm的V-0阻燃等级，非锑协效剂用量不能低于8份，而相应的锑白协效剂只需要4份就可以达到相应的阻燃等级，且非锑协效剂的替代导致材料的机械性能变差。

因此，目前还不能在保持高效阻燃前提下解决聚酰胺复合材料碳化问题，需要开发一种阻燃等级高、机械性能高且能够克服复合材料的碳化问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中复合材料容易碳化，且阻燃性能和机械性能下降的缺陷，提供一种阻燃聚酰胺复合材料。

本发明的另一目的是提供所述阻燃聚酰胺复合材料的制备方法。

本发明的另一目的是提供所述阻燃聚酰胺复合材料的应用。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

一种阻燃聚酰胺复合材料，包括如下按重量份计算的组分：

所述吸酸剂为氧化钙和/或氧化镁，所述吸酸剂与所述阻燃协效剂的质量比大于等于1:20。

当吸酸剂与阻燃协效剂的质量比小于1:20时，吸酸剂不能解决其碳化问题。

其中吸酸剂能够克服材料碳化且不影响阻燃的原理可能是在溴-锑阻燃体系中，锑系阻燃协效剂的作用是催化溴系阻燃剂中溴分解生成HBr。一方面HBr作为不燃气体，能够起到阻隔氧气的作用，发挥阻燃功能。但是另一方面HBr作为一种酸性物质，在高温情况下会导致聚酰胺降解碳化，吸酸剂利用其碱性特点，中和聚酰胺表面的HBr，同时又不会消耗空气中的HBr，达到了改善热稳定性，又不影响阻燃效果，但吸酸剂的碱性不能太强，太强会破坏聚酰胺中的酰胺键，劣化树脂无法使用，碱性太弱不能克服材料碳化的问题，氧化钙和氧化镁的碱性正适用于该复合物体系。

所述吸酸剂的碱性由相对应金属的氢氧化物的pH值决定。

优选地，所述吸酸剂与所述阻燃协效剂的质量比小于等于1:3。在这一范围内，吸酸剂不仅克服了材料在挤出或者注塑过程中材料分解碳化问题，而且不影响复合材料的力学性能。若所述吸酸剂与所述阻燃协效剂的质量比大于1:3时，对改善热稳定性没有更多帮助，且导致复合材料的力学性能下降。

优选地，所述阻燃协效剂优选为三氧化二锑、五氧化二锑和/或锑酸钠。

更优选地，所述阻燃协效剂更优选为三氧化二锑。