[发明专利]一种高强度阻燃尼龙及其制备工艺

说明书

本发明涉及高分子材料领域，用于解决现有的玻璃纤维增强的尼龙树脂组合物的阻燃性能不佳，而且在火灾中还会燃烧释放大量的有毒气体，导致人员中毒，影响人员生命健康的问题，具体涉及一种高强度阻燃尼龙及其制备工艺，通过将尼龙树脂干燥，得到预处理树脂，之后将预处理树脂、碳纤维、玻璃纤维、氢氧化铝、阻燃改性剂、抗氧剂、分散剂以及偶联剂搅拌混合，得到混合料，之后将混合料加入到双螺杆挤出机中熔融挤出，然后分切成粒料，得到该高强度阻燃尼龙；通过将碳纤维、玻璃纤维加入至尼龙树脂中能够有效的增强尼龙树脂的强度，之后通过添加阻燃改性剂和氢氧化铝，阻燃改性剂协同氢氧化铝的阻燃效果好，能够明显提升尼龙的阻燃性能。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种高强度阻燃尼龙及其制备工艺。

背景技术

随着时代的发展、社会的进步，塑料的应用越来越广泛，与金属材料和无机非金属材料相比，塑料以其优异的物理化学性质和良好的加工性能广泛地应用于各个领域中，塑料的发展前景十分广阔；

绝大多数塑料制品为可燃材料或易燃材料，在其燃烧过程中，塑料制品会释放出大量热量，火焰不易熄灭且火焰传播速度较快，研究表明，火灾造成人员伤亡的主要原因并不在火本身，材料在燃烧过程中会产生烟和有毒气体等物质，该类物质不仅对环境产生一定程度的污染，还会对火场受灾人员和救援人员的生命安全构成威胁；

尼龙是通用工程塑料当中种类最多、产量最大、综合性能优异、应用领域最广的一种基础树脂，为了增强尼龙树脂的强度，通常采用添加玻璃纤维，但是尼龙中的增强相玻璃纤维会使尼龙基体的燃烧过程更加容易进行，出现烛芯效应，不易自熄，因此，针对含有玻璃纤维增强的尼龙材料进行阻燃改性，提高其阻燃能力，扩大尼龙的应用领域具有相当重要的意义；

目前，工业规模用于玻璃纤维增强的尼龙树脂组合物的阻燃剂主要是含卤素阻燃剂或红磷，然而，这些阻燃剂有明显的缺点，例如，含有卤素阻燃剂和红磷阻燃剂的尼龙材料阻燃性能不佳，而且在火灾中还会燃烧释放大量的有毒气体，导致人员中毒，影响人员生命健康；

因此，如何改善玻璃纤维增强的尼龙材料的阻燃性能，且提供一种安全性高且阻燃效果好的阻燃剂是本发明的关键。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种高强度阻燃尼龙及其制备工艺：通过将尼龙树脂干燥，得到预处理树脂，之后将预处理树脂、碳纤维、玻璃纤维以及氢氧化铝加入至混合机中搅拌混合，之后加入阻燃改性剂、抗氧剂、分散剂以及偶联剂继续搅拌混合，得到混合料，之后将混合料加入到双螺杆挤出机中熔融挤出，然后分切成粒料，之后将粒料干燥、冷却、包装，得到该高强度阻燃尼龙，解决了现有的玻璃纤维增强的尼龙树脂组合物的阻燃性能不佳，而且在火灾中还会燃烧释放大量的有毒气体，导致人员中毒，影响人员生命健康的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高强度阻燃尼龙，包括以下重量份组分：

尼龙树脂150-200份、碳纤维10-20份、玻璃纤维15-35份、阻燃改性剂10-35份、氢氧化铝5-15份、抗氧剂2-5份、分散剂1-10份、偶联剂1-3份；

所述阻燃改性剂由以下步骤制备得到：

S1：将氢氧化钾、无水甲醇加入至安装有搅拌器、温度计以及导气管的三口烧瓶中，在温度为0-10℃，搅拌速率为200-300r/min的条件下搅拌至氢氧化钾完全溶解，之后加入对硝基甲苯、硫酸亚铁继续搅拌10-15min，之后通入空气，在温度为3-5℃的条件下恒温搅拌反应3-4h，之后升温至20-25℃的条件下继续搅拌反应5-7h，反应结束后将反应产物真空抽滤，将滤饼用沸水洗涤至中性，之后用无水乙醇洗涤1-2次，之后将滤饼放置于真空干燥箱中烘干至恒重，得到中间体1；

反应原理如下：