[發明專利]低酸析出紅磷阻燃增強聚酰胺材料及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 201110325718.4
• 申請日: 2011-10-24
• 公開（公告）號: CN102382460A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 周淑芬;黃志杰;田際波;鄭京連
• 申請（專利權）人: 浙江俊爾新材料有限公司;上海俊爾新材料有限公司
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08L77/06;C08K13/06;C08K9/10;C08K3/02;C08K3/22;C08K7/14;C08K3/34;B29C47/92
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及高分子材料領域，尤其涉及一種低酸析出紅磷阻燃增強聚酰胺材料及其制備方法和應用。

背景技術

聚酰胺統稱尼龍(Nylon)，英文名稱Polyamide(簡稱PA)，因分子主鏈上含有重復酰胺基團-[NHCO]-而得名，是五大通用工程塑料中產量最大、品種最多、用途最廣、綜合性能優良的一類基礎樹脂。

尼龍由于在分子結構上帶有酰胺基，具有良好的阻燃性，屬于自熄性材料，但仍是可燃物，并在燃燒時熔融滴落，加入玻璃纖維后更易燃燒，在帶電工作環境中由于漏電、短路、電弧、電火花的情況引起火災的危險依然存在，此缺點限制了其應用范圍，尤其在電子電器和通訊等領域，因此，必須對其進行阻燃改性才能滿足電子電器行業對其阻燃性能的要求，以拓展尼龍的應用范圍。

目前，尼龍的阻燃以添加阻燃劑的方法為主，常用的阻燃劑主要有：鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑、含氮化合物阻燃劑等。鹵系阻燃劑具有添加量小、阻燃效率高等特點，對基礎樹脂的物理性能影響小，但鹵系阻燃尼龍材料的電氣性能較差，如相對漏電起痕指數CTI低，由600降至250甚至更低，不能滿足當前電子電器工業對材料電氣性能越來越高的要求。含氮化合物阻燃劑作為一種低毒、高效、對環境友好的阻燃劑近年來發展迅速，但其阻燃效果有限，尤其對含有玻纖或填充物的尼龍阻燃效果欠佳，且此類阻燃劑大多對基礎樹脂的物理性能影響較大、在較高的加工溫度下使用容易發生析出和起霜等問題，此缺點限制了含氮化合物阻燃劑使用范圍。磷系阻燃劑中使用最廣泛的為紅磷阻燃母粒，其不但阻燃性能好，添加量小，對基礎樹脂的物理性能和電氣性能影響小，而且紅磷阻燃材料由于具有在燃燒時發煙量較鹵系阻燃劑小，不釋放有毒氣體，阻燃劑不會遷移到表面，CTI高等特點，從而受到業界的高度重視。

但是紅磷母粒阻燃尼龍材料存在一些問題：由于紅磷在高溫、高濕條件下會與水反應生成磷化氫(膦)，并生成磷酸、偏磷酸等酸性物質，導致紅磷阻燃材料制成的制件在長期使用過程中出現“噴霜”(析出白色針狀物質)、“噴露”(析出液體物質)現象，并且由于制件通常會和一些金屬制件相互接觸(如交流接觸器、墻壁開關等電子電器類制件)，且工作環境溫度較高，一旦產生磷化氫(膦)，將會導致材料的電氣絕緣性能下降，且會逐漸腐蝕金屬材料，導致功能性失靈，嚴重的甚至會導致電路短路，引起火災，對人們的財產及生命安全造成威脅。

目前，已有一些阻燃聚酰胺材料的報道，例如申請號為200610053337.4的中國專利申請中公開了一種高CTI值高阻燃性增強聚酰胺材料，其原料的重量百分比組成為：聚酰胺30％-60％，聚合型阻燃劑5％-25％，阻燃協效劑1％-20％，潤滑劑0.5％-5.0％，表面改性劑0.1％-2.0％，增強組分10％-50％。所述的聚合型阻燃劑為含溴聚合物，如聚溴化苯乙烯。該材料通過添加聚合型阻燃劑解決了尼龍阻燃材料的高阻燃性(垂直燃燒V-0級)和高CTI值難以同時滿足的難題，使得材料既具有優異的阻燃性能又具有很好的電性能，但該材料阻燃性能、電學性能和力學性能有待進一步提高。

申請號為200910214090.3的中國專利申請中公開了一種耐熱阻燃尼龍組合物，含有質量百分比含量為40％-77％的尼龍樹脂、質量百分比含量1％-20％的磷系阻燃劑、質量百分比含量0.2％-10％的氮系阻燃劑、質量百分比含量0.5％-5％的無機協效劑、質量百分比含量1％-50％的填料和質量百分比含量0.5％-10％的有利于加工和穩定化的助劑。其利用磷系阻燃劑、氮系阻燃劑和無機協效劑的協同作用使尼龍在得到阻燃性能的同時，力學性能、熱性能和電學絕緣性能還能得到很好的保持，并且可以通過850℃灼熱絲測試。

申請號為200810026294.X的中國專利申請公開了一種紅磷阻燃劑增強的熱塑性聚酰胺組合物，由重量百分比的30％～90％的熱塑性聚酰胺樹脂、1％～30％的經過微膠囊化包覆處理的紅磷、10％～50％的纖維增強材料和0～25％的添加劑組成，雖然其阻燃性有一定的提高，但是該材料的力學性能和電性能仍存在不足，需要進一步提高。該專利申請公開的技術方案通過對紅磷進行表面包覆制成微膠囊包覆紅磷來使磷化氫的產生量大大降低，但在高溫下使用和/或在封閉條件下儲存，水的存在仍然會導致磷化氫(膦)的產生。

可見，目前的研究主要是利用各種阻燃劑和阻燃協效劑提高尼龍的阻燃性能和電學性能，而對改性材料的耐熱老化性能及在后期加工及使用過程中的外觀和電學性能保持的研究未見報道。

發明內容