[發明專利]一種新型磷氮系無鹵阻燃尼龍6及其制備方法

有效

• 申請號: 201410426121.2
• 申請日: 2014-08-26
• 公開（公告）號: CN104177824A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 錢立軍;湯朔
• 申請（專利權）人: 北京工商大學
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08K5/5313
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開磊;李進

技術領域

本發明屬于通過熔融共混的方式制備阻燃復合材料的的技術領域，具體涉及一種新型磷氮系無鹵阻燃尼龍6及其制備方法。

背景技術

尼龍6是一種常用的工程塑料，20世紀30年代由美國杜邦公司開發應用，具有強度高、耐油、耐磨、耐化學腐蝕性等諸多優良性能，廣泛應用于汽車制造業、電子工業、航空工業等領域；但尼龍6作為一種有機高分子材料其自身易燃燒，極限氧指數(LOI)相對較低(一般低于24％)，且燃燒時易滴落，容易引起二次燃燒，因此在應用時需要對尼龍6進行阻燃處理。

為了提高尼龍6的應用范圍，人們開發出多種高效環保的無鹵阻燃劑，其中科萊恩公司開發的無鹵阻燃劑二乙基次膦酸鋁已被廣泛的使用，美國專利(公告號：US7294661)介紹了一種將二乙基次膦酸鋁應用于阻燃尼龍材料的方法，然而該類阻燃劑生產成本高，難以滿足國內市場的需求。

隨后人們開發了二乙基次膦酸鋁與含氮阻燃劑復合使用的方法，美國專利(公告號：US7449508)提到了一種阻燃尼龍材料的制備，采用二乙基次膦酸鋁與有機含氮協效劑復配使用，添加到尼龍材料中制備了阻燃尼龍材料，其中不僅因為二乙基次膦酸鋁的使用量大成本高，而且其中加入有機含氮阻燃劑，使其阻燃效率不足，熱穩定性欠佳，且在燃燒時容易產生熔滴，無法滿足工業使用要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型磷氮系無鹵阻燃尼龍6及其制備方法，采用二乙基次膦酸鋁與大分子成炭劑復配使用，并聯合偶聯劑、抗氧劑按照一定的質量比例與尼龍6樹脂混合均勻制成的新型磷氮系無鹵阻燃尼龍6其阻燃性能好，且在燃燒時不產生熔滴，且燃燒過后會形成致密的殘炭。

本發明的目的是這樣實現的，一種新型磷氮系無鹵阻燃尼龍6及其制備方法，包括兩個步驟：

第一步，將二乙基次膦酸鋁、大分子成炭劑、偶聯劑、抗氧劑與尼龍6樹脂混合，攪拌均勻；第二步，將第一步得到的混合物采用高溫熔融共混的方法，制得磷氮系無鹵阻燃尼龍6。

本發明提供的一種新型磷氮系無鹵阻燃尼龍6及其制備方法中，不使用有機含氮阻燃劑，使用的大分子成炭劑熱穩定性高，符合尼龍6的加工條件，將該大分子成炭劑加入到尼龍6樹脂中，二乙基次膦酸鋁與大分子成炭劑復配，提高了復合材料的熱穩定性及阻燃效果，而且有效降低了二乙基次膦酸鋁的使用量，節約了成本。

通過本發明提供的方法制成的磷氮系無鹵阻燃尼龍6，在燃燒時不產生熔滴，而且燃燒過后會形成致密的殘炭。在本發明中，當尼龍6材料中助劑的總添加量為12wt.％時，復合材料的極限氧指數(LOI)大于36.0％,UL94垂直燃燒通過V-0級別。

進一步地，所述大分子成炭劑為：三聚氯氰和乙二胺或一縮乙二胺反應所合成的三嗪線性、樹形以及超支化型大分子中的一種或幾種。

進一步地，所述偶聯劑為：γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一種或幾種。

進一步地，所述抗氧劑為：四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基)苯丙酸]季戊四醇酯、或1,1,3三(2-甲基-4-羥基-5-叔丁基苯基)丁烷。

進一步地，第一步中：按質量百分比計，所述原料的加入量如下：

二乙基次膦酸鋁?3-20％；

大分子成炭劑?2-20％；

偶聯劑?0.5-2％；

抗氧劑?0.5-2％；

尼龍6樹脂?60-95％。

進一步地，按質量百分比計，所述原料的加入量如下：

二乙基次膦酸鋁?8-15％；

大分子成炭劑?5-12％；

偶聯劑?1-1.2％；

抗氧劑?0.8-1.5％；

尼龍6樹脂?75-80％。

進一步地，第一步中：將所述原料混合、攪拌均勻時，控制體系溫度為20-70℃，攪拌時間為0.1-2h。

進一步地，第二步中：所述高溫熔融的溫度為200-260℃。

進一步地，第二步中：所述高溫熔融的溫度為220-240℃。

進一步地，第二步中：所述高溫熔融共混之后，還包括：繼續進行冷卻、吹干、切粒、烘干后，得到磷氮系無鹵阻燃尼龍6。

本發明還保護一種新型磷氮系無鹵阻燃尼龍6，采用上述任一方法制備而成。

具體實施方式

下面通過具體的實施例子對本發明做進一步的詳細描述。

一種新型磷氮系無鹵阻燃尼龍6及其制備方法，包括兩個步驟：