[发明专利]一种可高清晰激光打标、耐湿热析出的黑色磷系阻燃聚酰胺复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种可高清晰激光打标、耐湿热析出的黑色磷系阻燃聚酰胺复合材料及其制备方法，该复合材料由以下各组分和质量百分比的原料组成：29~31%玻璃纤维；16~19%磷系阻燃剂；0.5~3%抗析出协效剂；0.8~1.5%激光打标母粒；0.4~0.8%润滑剂；0.3~0.5%抗氧剂。该材料具有湿热环境低析出，对螺杆腐蚀作用小，且具有良好的阻燃性和绝缘性，可实现高清晰黑打白标识。广泛应用于低压电器及5G1U领域。

技术领域

本发明涉及一种可高清晰激光打标、耐湿热析出的黑色磷系阻燃聚酰胺复合材料及其制备方法。

背景技术

随着欧盟最新环保法规禁令的出台，以及全球新能源汽车、轨道交通和5G新基建的放量增长，要求所使用的阻燃工程材料满足无卤无红磷化，这给磷氮阻燃剂的研究与发展带来前所有未有的机遇，特别在聚酰胺（简称“尼龙”）工程塑料中发挥重要作用。

磷氮阻燃尼龙材料具有优异的机械性能、阻燃性能及电性能，其CTI最高可达到600V，且具有很好的染色性能，在低压电器、电子电气、汽车工业及5G等诸多领域有着广泛应用。特别是在低压电器和5G领域，要求材料还具有可激光标识性，且满足高湿热工作环境要求。由于磷氮阻燃剂本身结构的特殊性，其对高湿热环境较敏感，特别是氮含量较高的阻燃材料极易析出，且释放酸性物质，对接触的金属件具有腐蚀性，该现象在黑色尼龙材料体系中表现明显。另外，磷氮阻燃剂受激光作用后并不像溴系阻燃剂那样成碳、发黑，而是显本体的本色物质，可实现深色打浅色标识，这也是磷氮阻燃剂在深色尼龙材料中应用的一个主要优势。但对于L值小于26的黑色无卤阻燃尼龙材料要实现高清晰激光打标仍存在困难。

目前，针对磷氮阻燃尼龙材料激光打标和湿热析出问题，现有相关技术报道较少。如专利CN102690515A发明了一种易染色可激光打标的阻燃型复合材料及其制备方法，提到材料添加金属氧化物涂敷的金属化合物可实现清晰激光打标打标，同时阻燃达到V-0级，但文中实施例采用MPP阻燃体系，未评估湿热环境下析出风险。专利CN 109467925A发明了一种耐湿热老化析出的无卤阻燃型尼龙复合材料，其主要采用阻燃剂抑制剂以降低次磷酸盐阻燃剂在基体中的迁移作用，并通过硼酸锌协效，制得复合材料湿热环境析出低，但该专利并未评估抑制剂及硼酸锌协效剂对复合材料机械性能及电性能的影响。专利CN109608870A发明了一种低析出无卤阻燃尼龙改性材料，其采用环湖精包容技术，有效抑制三聚氰胺或TPP的析出，但文中未阐明材料的激光标识性能情况。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有黑色磷氮阻燃尼龙高湿热析出和激

光打标差问题。本发明采用普通尼龙与长碳链尼龙合金作为基础树脂，降低基材的吸水率，以有机/无机复配的次磷酸盐作为阻燃剂，通过添加羟基磷灰石、锡金属化合物及耐水解剂协效抑制材料析出问题，并引入自制激光打标母粒，开发了一种可高清晰激光打标、耐湿热析出的黑色磷系阻燃聚酰胺复合材料。该材料具有低湿热析出、良好的阻燃性及电性能，CTI可达到600V，同时可实现高清晰的紫外激光打标性能。该材料可在低压电器、5G及轨道交通等领域应用。

本发明的技术方案如下：

一种可高清晰激光打标、耐湿热析出的黑色磷系阻燃聚酰胺复合材料制备及其方法，其特征在于该复合材料由以下各组分和质量百分比的原料组成：

聚酰胺树脂 47~52%

玻璃纤维 29~31%

磷系阻燃剂 16~19%

抗析出协效剂 0.5~3%

激光打标母粒 0.8~1.5%

润滑剂 0.4~0.8%

抗氧剂 0.3~0.5%