[發明專利]一種輕質無鹵阻燃增強聚酰胺組合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201611221628.X
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN108239394B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 張洪生;胡定軍;張志海;劉修才
• 申請（專利權）人: 上海凱賽生物技術股份有限公司;CIBT美國公司
• 主分類號: C08L77/06
• 分類號: C08L77/06;C08L51/04;C08K13/06;C08K9/06;C08K3/38;C08K7/28;C08K7/14;C08K5/3492;C08K5/5399
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 王瑩;于寶慶

本發明公開了一種輕質無鹵阻燃增強聚酰胺組合物及其復合材料的制備方法，該聚酰胺組合物包括：聚酰胺樹脂：25?65重量份，阻燃劑：5?15重量份，阻燃增效劑：1?5重量份，無堿玻璃纖維：20?40重量份，改性空心無機粉體：5?27重量份，和，增容劑：1?10重量份，聚酰胺樹脂包括聚酰胺5X樹脂。本發明的聚酰胺組合物，在降低聚酰胺復合材料密度的前提下，使復合材料的力學性能、耐熱性能、阻燃性能等有所提高，上述各成分及其含量都對輕質阻燃增強聚酰胺的密度改進和機械性能的提升有密不可分的作用，本發明的輕質無鹵阻燃增強聚酰胺組合物，賦予了聚酰胺復合材料新的性能，可用于汽車儀表盤、建筑裝飾、電子電氣等領域。

技術領域

本發明涉及一種輕質無鹵阻燃增強聚酰胺組合物及其制備方法。

背景技術

聚酰胺是指高分子鏈上具有酰胺基重復單元的聚合物，其具有良好的綜合性能，例如：高強度和韌性、高耐熱性、耐磨性、耐化學藥品性，還具有自潤滑性、自熄性、易加工等特色，是實現“以塑代鋼”理念的主要聚合物材料之一。20世紀50年代以來，通過聚合物改性方法開發了一系列的具有更加優異性能的聚酰胺工程塑料，應用領域不斷拓展。

聚酰胺改性是當今研究的熱門。通過改性獲得一種具有特殊性能的新材料，相較于新型聚合物的研發而言，是一種相對低成本、簡潔而直接的方法。所謂聚合物改性，就是通過物理和機械方法在聚合物中加入無機或有機物質，或將不同類型的聚合物共混，或用化學方法實現聚合物的共聚、接枝、嵌段、交聯，或將上述方法聯用，以達到使材料的制造成本下降，成型加工性能或最終使用性能得到改善，或使聚合物材料僅在表面以及電、磁、光、熱、聲、燃燒等方面賦予獨特功能的效果。

聚合物改性關鍵在于“改”，改就是揚長補短，發揚和保留聚合物已有的優異性能，抑制和克服聚合物的缺點，并根據實際需要賦予聚合物新的性能。聚合物改性就是在聚合物的使用性能、加工性能和生產成本三者之間尋求一個最佳的平衡點。

在對聚酰胺進行改性過程中，通常會選擇滑石粉、云母、碳酸鈣、硅灰石、玻璃纖維、阻燃劑等無機材料進行共混改性，得到聚酰胺基復合材料，以進一步提高聚酰胺的剛性、耐熱性、尺寸穩定性、耐化學藥品性、表明光澤度、燃燒性等。但無機材料的密度通常比聚酰胺樹脂的大，導致復合材料的密度過大。

以玻璃纖維為例，其作為一種性能優異的無機非金屬材料，優點是絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好、機械強度高。玻璃纖維通常用作復合材料中的增強材料、電絕緣材料和絕熱保溫材料，相關產品應用于國民經濟各個領域。但是，玻璃纖維的密度在2.4-2.6g/cm³之間，是聚酰胺密度的一倍以上，將二者制備成復合材料后，其密度在1.2-1.8g/cm³之間，大于基體聚酰胺樹脂的密度，從而使是玻璃纖維增強聚酰胺復合材料在輕量化方面的應用受到很大限制。

再以阻燃劑為例，聚酰胺工程塑料在電子電氣領域的應用，對阻燃性能有很高的要求。然而，聚酰胺的自熄性滿足不了在電子電氣領域的阻燃要求，因此，在改性過程中需要添加阻燃劑，進一步提高聚酰胺工程塑料的阻燃級別。

并且，在有些應用領域，希望聚酰胺復合材料不僅具有優良的使用性能，同時期望復合材料本身具有更低的密度，如汽車輕量化，期望在保證汽車的強度和安全性能的前提下，盡可能地降低汽車的整備質量(重量)，從而提高汽車的動力性，減少燃料消耗，降低排氣污染。實驗已經證明，汽車質量降低一半，燃料消耗也會降低將近一半。由于環保和節能的需要，汽車的輕量化已經成為世界汽車發展的潮流。

目前，輕質聚酰胺材料的制備一般通過發泡技術實現，比如發泡聚苯乙烯(XPS)、發泡聚丙烯(XPP)等。但發泡過程中，微泡的形狀、大小等難以控制，通常使聚酰胺材料制品內部產生缺陷，喪失部分優良性能，并且發泡材料往往由于氣孔比較大，缺陷多，也常使聚合物材料的力學性能大幅度下降。

聚酰胺5X是一種新型的高分子聚合物，尚處于研發的初級階段，因此，以其為基料，制備輕質聚合材料，是現有高分子聚合領域一項重大的挑戰。

發明內容