[發明專利]一種聚酰胺組合物及其制備方法

無效

• 申請號: 201210471053.2
• 申請日: 2012-11-20
• 公開（公告）號: CN103834162A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 胡永佳;柏立軍;李旭;望月克彥
• 申請（專利權）人: 東麗纖維研究所(中國)有限公司
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08L77/06;C08L85/02;C08K3/04;C08K5/5399;B29C47/92;B29B9/06;D01F6/90;D01F1/07
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種含有磷腈類化合物和炭黑的聚酰胺組合物及其制備方法。

背景技術

聚酰胺作為強度高，耐磨性佳，耐氣候性優良的材料在工業領域及日常生活中的應用越來越廣泛。但是，由于聚酰胺是一種熔融性可燃聚合物，一旦接觸火源很容易釀成火災，因此其應用也受到了一定的限制。

關于具有阻燃效果的聚酰胺方面的研究越來越多，目前對聚酰胺進行阻燃化的方法主要有三種：第一種是共聚法，通過在聚酰胺的大分子鏈中引入芳環或芳雜環，增加大分子鏈的剛性以及大分子鏈的密集度和內聚力，從而提高聚酰胺的熱穩定性；第二種是共混法，通過在聚酰胺熔體中加入阻燃劑進行共混使得聚酰胺具有阻燃效果；第三種是利用阻燃藥劑對聚酰胺進行阻燃整理。由于共聚法的成本高，阻燃藥劑整理法的阻燃效果又不能持久，現在研究地比較多的是共混法。中國發明專利CN200710011841.2中公開了將尼龍6、三聚氰胺尿酸鹽、阻燃增效劑、抗氧劑按重量份配比于高速混合機內混合得到阻燃尼龍的方法。但是三聚氰胺尿酸鹽是一個極易發生團聚的化合物，在聚酰胺中會出現分散不均勻的現象，進而影響聚酰胺的阻燃性和可紡性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有優異且穩定的阻燃抗滴落性能的聚酰胺組合物。

本發明的技術解決方案是：

一種聚酰胺組合物，由聚酰胺、磷腈類化合物和炭黑共混而成；其中磷腈類化合物占聚酰胺組合物重量以磷元素計為0.13～3.35wt%，炭黑占聚酰胺組合物重量的0.05～5wt%。

作為紡絲用阻燃聚酰胺，其常用的阻燃劑有三聚氰胺、三聚氰胺氰脲酸鹽等，這種阻燃劑在聚酰胺中多以顆粒的形式存在，這極大地影響了聚酰胺的可紡性。磷腈類化合物阻燃劑是一類具有熔點的化合物，和聚酰胺具有良好的相容性，使用這類阻燃劑不僅可以提高聚酰胺的阻燃性而且還可以極大改善聚酰胺的可紡性。

另外，磷腈類化合物是一種具有高熱穩定性的磷氮系阻燃劑，它不僅耐水、耐溶劑、耐油類和化學品，而且還耐高溫、耐低溫、阻燃等。其結構中高含量的P-N結構構成的協同體系有很好的阻燃性能，使聚酰胺在燃燒或受熱裂解時生煙量低。而且磷腈類化合物對聚酰胺具有優良的增韌等改性功能，可賦予聚酰胺材料優良的抗水解、抗氧化、熱穩定性和成型加工性。

本發明所述聚酰胺組合物中磷腈類化合物的含量以磷元素計為0.13～3.35wt%。如果其含量過高，磷腈類化合物和聚酰胺的相容性降低，影響聚酰胺組合物的可紡性；如果其含量過低，則聚酰胺組合物的阻燃效果不好。聚酰胺組合物中磷腈類化合物的含量優選3～20wt%。

本發明所述的磷腈類化合物為如式1和式2所示化合物中的一種或幾種：

?????式1

式1中，n為3～25的整數；R₁、R₂分別表示碳原子數為1～10的烷氧基、烷胺基，或者碳原子數為6～30的芳氧基、芳胺基；

?????式2

式2中，m為3～5000的整數；R₃、R₄分別表示碳原子數為1～10的烷氧基、烷胺基，或者碳原子數為6～30的芳氧基、芳胺基。

磷腈類化合物優選六苯胺基環三磷腈、苯胺基聚磷腈、六苯氧基環三磷腈或苯氧基聚磷腈，最優選六苯氧基環三磷腈（式3）或苯氧基聚磷腈（式4），

??????式3

????式4

式4中，m為3～1000的整數。

本發明所述聚酰胺組合物中還含有炭黑，其含量相當于聚酰胺組合物重量的0.05～5wt%。炭黑不僅可以促進磷腈類化合物的阻燃性能，同時在燃燒過程中，炭黑還在聚酰胺表面形成炭層，避免了尼龍燃燒時的熔融滴落。如果組合物中炭黑的含量太少，燃燒時不易在聚酰胺組合物表面形成炭層，起不到抗滴落的效果；如果組合物中炭黑的含量太多，由于炭黑本身是可燃性物質，過量的炭黑會促進聚酰胺組合物的燃燒。優選聚酰胺組合物中炭黑的含量為0.5～2wt%。

作為紡絲用聚酰胺，所添加炭黑的粒徑對聚酰胺的紡絲性能有明顯影響。炭黑的粒徑過大，會造成紡絲過程中濾壓升高，降低可紡性；粒徑越小，成本越高。因此本發明中優選炭黑的粒徑為0.01～10μm，更優選0.1～5μm。

上述炭黑可以為各種來源的炭黑，如槽黑、熱烈黑、燈黑、爐黑和乙炔黑，其中優選爐黑或乙炔黑。

本發明所述聚酰胺包括聚酰胺6、聚酰胺66或兩者的合金，優選聚酰胺6或聚酰胺66。