[发明专利]一种阻燃聚酰胺复合材料以及制备方法与应用

说明书

本发明公布了一种阻燃聚酰胺复合材料以及制备方法与应用。本发明所述阻燃聚酰胺复合材料包括如下重量份的组分：65‑96份聚酰胺树脂，0‑50份玻璃纤维，2‑20份红磷阻燃剂，5‑20份腐蚀抑制剂，0.1‑5份加工助剂，所述腐蚀抑制剂为尼龙6I/6T。本发明将尼龙6I/6T添加入聚酰胺体系中隔绝空气中的水、氧气与红磷接触，从根本上解决了红磷的析出，大幅度降低红磷阻燃材料的金属腐蚀性。而且相比于传统的吸酸剂，如金属氧化物、铜盐类物质等，尼龙6I/6T与主体聚酰胺树脂的相容性较好，提升整体体系的相容性，进而提升材料的整体性能。本发明所述阻燃聚酰胺复合材料具有较低的金属腐蚀性，同时保持材料较好的韧性、电气性能和合适的成型周期。

技术领域

本发明属于工程塑料技术领域，尤其涉及一种阻燃聚酰胺复合材料以及制备方法与应用。

背景技术

无卤阻燃尼龙具有良好的热稳定性，广泛应用于电子电气领域中。而红磷具有阻燃效率高、添加量低等特点，红磷阻燃增强PA66表现出较多的优势，电气性能高(CTI可以做到0级)，密度低、外观好。由于聚酰胺(尼龙)有较多的极性酰胺基团，使得聚酰胺比较容易吸水，且吸水率较高，如PA6树脂在23℃，50％湿度条件下，吸水率可以到达3％。红磷阻燃聚酰胺材料在注塑过程中，由于较高的成型温度，红磷会与空气中的氧和水反应生成有毒气体-磷化氢，特别地有些采用热流道的模具，其成型温度更高，有的甚至超过300℃，其形成的磷化氢更多。在后期使用中，红磷腐蚀导致一些电子电器产品中的金属物质产生腐蚀，使得应用上有较大的风险。

红磷腐蚀是业界较难解决的问题，目前专利上主要使用吸酸剂(金属氧化物、铜盐类物质等)对红磷进行稳定，减少后期的腐蚀问题。但是此类方案往往以牺牲材料的电气性能或者韧性为代价，如添加铜盐类抗氧剂会使CTI值从600V降低到400V，导致材料应用受到较大的限制。如添加金属氧化物，导致材料的缺口冲击从10kJ/m²降低到6kJ/m²，大幅度降低了材料的韧性。

发明内容

本发明目的在于针对上述现有技术的不足之处而提供一种阻燃聚酰胺复合材料以及制备方法与应用。本发明阻燃聚酰胺复合材料通过将尼龙6I/6T作为腐蚀抑制剂添加入聚酰胺体系中隔绝空气中的水、氧气与红磷接触，从根本上解决了红磷的析出，大幅度降低红磷阻燃剂的金属腐蚀性，同时保持材料较好的韧性和电气性能，而且材料的加工性能优异，成型周期短。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种阻燃聚酰胺复合材料包括如下重量份的组分：65-96份聚酰胺树脂，0-50份玻璃纤维，2-20份红磷阻燃剂，5-20份腐蚀抑制剂，0.1-5份加工助剂；所述聚酰胺树脂为尼龙6、尼龙66、尼龙46、尼龙6/66、尼龙66/6、尼龙56中的至少一种；所述腐蚀抑制剂为尼龙6I/6T。

红磷在作为阻燃剂注塑在聚酰胺材料中，会与空气中的氧和水反应产生磷化氢、磷酸盐等物质，腐蚀电子电器产品中的金属物质。本发明首次将尼龙6I/6T作为红磷腐蚀抑制剂添加入聚酰胺体系，一方面可以隔绝空气中的水、氧气与红磷接触，从根本上解决了反应的进行，大幅度降低红磷阻燃材料的金属腐蚀性。另一方面，相比于传统的吸酸剂虽能够减少红磷析出问题，但同时会降低材料的电气性能或者韧性，如金属氧化物、铜盐类物质等，本发明所述尼龙6I/6T与主体聚酰胺树脂的相容性较好，提升整体体系的相容性，进而提升材料的韧性、成型周期以及电气性能。

作为本发明的优选实施方案，所述红磷阻燃剂与腐蚀抑制剂的质量比为1:5-2:1。

本发明通过控制红磷以及腐蚀抑制剂的比例，不仅降低了红磷阻燃材料的金属腐蚀性，而且保持材料较好的韧性和电气性能；并且尼龙6I/6T作为非晶性聚酰胺，通过对添加量的调控进一步优化材料的加工性能，降低材料的成型周期。发明人通过大量实验探索红磷阻燃剂与腐蚀抑制剂的添加量在本发明限定范围内，并且质量配比在上述限定范围内所制备的阻燃聚酰胺复合材料的金属腐蚀性低，而且保持材料较好的韧性、电气性能和阻燃性能。