[發(fā)明專利]一種阻燃尼龍66共聚物材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510435858.5
• 申請(qǐng)日: 2015-07-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105153415B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖茹;李圓圓;劉可;陶磊;賈凌云;王華平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G69/42
• 分類號(hào): C08G69/42
• 代理公司: 上海天翔知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31224
• 代理人: 高迷想

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于阻燃尼龍合成技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種阻燃尼龍66共聚物材料及其制備方法，特別是涉及一種含磷反應(yīng)型阻燃劑預(yù)聚體嵌段阻燃尼龍66共聚物材料及其制備方法。

背景技術(shù)

尼龍66是工程塑料中應(yīng)用最廣泛的品種之一，具有優(yōu)良的耐磨性、自潤(rùn)滑性和耐化學(xué)腐蝕性等，但是尼龍66的極限氧指數(shù)只有21～23％，阻燃性能較差，嚴(yán)重限制了它在各行業(yè)的應(yīng)用，所以改善尼龍66的阻燃性能具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

目前，尼龍66的阻燃改性方法主要有三種：第一，織物后整理法，這種方法阻燃持久性差，且會(huì)影響織物的手感；第二，使用添加型阻燃劑，即通過(guò)機(jī)械混合的方法將阻燃劑加入到尼龍66基體中，這種方法效果明顯、操作簡(jiǎn)單、適用范圍廣，但是阻燃劑粒子分散性較差且易團(tuán)聚，對(duì)聚合物的機(jī)械性能及加工性能有較大影響；第三，使用反應(yīng)型阻燃劑，即將阻燃劑加入聚合反應(yīng)體系使其作為一種反應(yīng)單體參與聚合，將阻燃成分結(jié)合到尼龍66分子主鏈或側(cè)鏈上，具有熱穩(wěn)定性好、毒性小、阻燃效果持久等優(yōu)點(diǎn)，且對(duì)尼龍66的使用性能影響小，是一種較為理想的改性方法。

中國(guó)專利(公開(kāi)號(hào)CN1266445A)采用反應(yīng)型阻燃劑2-羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)與66鹽共聚制成阻燃尼龍66聚合物，阻燃劑分子聚合到尼龍66分子鏈上提高了產(chǎn)品阻燃持久性。中國(guó)專利(公開(kāi)號(hào)CN101805444A)采用反應(yīng)型阻燃劑與對(duì)苯二甲酸、乙二醇單體無(wú)規(guī)共聚得到阻燃聚酯，得到阻燃抗熔滴聚酯。共聚阻燃改性雖然能達(dá)到較好的阻燃效果，但是阻燃劑的引入勢(shì)必對(duì)高分子材料的聚合過(guò)程有影響，使聚合物分子量下降，從而影響其力學(xué)性能。此外，反應(yīng)型阻燃劑通常無(wú)規(guī)分布在高聚物基體中，對(duì)于無(wú)規(guī)共聚物來(lái)說(shuō)，隨著非結(jié)晶共聚單體(阻燃劑)濃度的增加，熔點(diǎn)單調(diào)下降，也就是說(shuō)隨阻燃劑含量的增多，高聚物基體熔點(diǎn)逐漸降低，從而限制了高聚物的使用范圍。因此，我們面臨著既需要一定量的阻燃劑添加以達(dá)到阻燃效果，同時(shí)也需要維持尼龍耐高溫的使用性能的矛盾。因此，本發(fā)明將阻燃劑先處理成阻燃劑預(yù)聚體，再將阻燃劑預(yù)聚體與尼龍66預(yù)聚體共聚得到嵌段阻燃尼龍66共聚物材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種阻燃尼龍66共聚物材料及其制備方法，特別是提供一種含磷阻燃劑預(yù)聚體嵌段阻燃尼龍66共聚物材料及其制備方法。本發(fā)明得到的嵌段尼龍66共聚物既具有良好的阻燃性能，又保持了其耐高溫的使用性能，這是因?yàn)閷?duì)于嵌段共聚物，當(dāng)共聚單體(阻燃劑)含量增至很大時(shí)，熔點(diǎn)仍然保持不變。同時(shí)，嵌段共聚物克服了無(wú)規(guī)共聚對(duì)材料晶體結(jié)構(gòu)破壞大的缺點(diǎn)，與純尼龍66相比，阻燃尼龍66共聚物的熔點(diǎn)和結(jié)晶性能均無(wú)明顯變化，力學(xué)性能也沒(méi)有很大變化。因此，本發(fā)明得到的阻燃尼龍66共聚物不僅可以用于塑料、薄膜等的原料，還可以經(jīng)熔融紡絲制成阻燃纖維，應(yīng)用到阻燃織物領(lǐng)域。

本發(fā)明的一種阻燃尼龍66共聚物材料，分子結(jié)構(gòu)式為：

其中，x≥30，y≥30；z≥2；3/100≤z/(x+y)≤10/100；

所述R₁、R₃為直鏈、支化或環(huán)狀的C₁～C₁₅的亞烷基；R₂、R₄為直鏈、支化或環(huán)狀的C₁～C₁₅的烷基或芳基；R₅、R₆為直鏈的C₁～C₁₅的亞烷基。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案：

如上所述的一種阻燃尼龍66共聚物材料，其極限氧指數(shù)在32％以上，垂直燃燒測(cè)試達(dá)UL94V-0級(jí)。

如上所述的一種阻燃尼龍66共聚物材料，其數(shù)均分子量Mn為1.8×10⁴～3.0×10⁴，材料的熔點(diǎn)為255～260℃，拉伸強(qiáng)度在60～88MPa，斷裂伸長(zhǎng)率在100％～200％。

本發(fā)明還提供了一種阻燃尼龍66共聚物材料的制備方法，首先將阻燃劑與二元胺或二元醇縮聚得到阻燃劑預(yù)聚體，然后將阻燃劑預(yù)聚體與尼龍66預(yù)聚體發(fā)生共聚反應(yīng)，得到嵌段阻燃尼龍66共聚物材料；所述阻燃劑預(yù)聚體為粘稠狀液體或者半固體，數(shù)均分子量Mn為10³～10⁴，并且在分子兩端為帶有羧基、胺基或羥基的活性官能團(tuán)；

所述阻燃劑的結(jié)構(gòu)為：