[發(fā)明專利]一種無鹵阻燃聚酰胺6及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710009061.8
• 申請(qǐng)日: 2017-01-06
• 公開（公告）號(hào): CN106633043B
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖茹;劉可;李圓圓;徐軍;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;C08K5/5393;C08K3/24;C08K3/38;C08K3/30;C08K3/22;C08K3/36;C08L77/00
• 代理公司: 上海統(tǒng)攝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31303
• 代理人: 金利琴

1.一種無鹵阻燃聚酰胺6的制備方法，其特征是，步驟如下：

1)將DPO基反應(yīng)型磷系阻燃劑、二元胺和溶劑混合攪拌均勻進(jìn)行成鹽反應(yīng)，制得阻燃劑鹽；所述DPO基反應(yīng)型磷系阻燃劑的結(jié)構(gòu)式為：

式中，R₁為直鏈或支化的C₁～C₁₅的次烷基；

所述二元胺的結(jié)構(gòu)通式為H₂N-R₂-NH₂，R₂為直鏈的C₃～C₁₀的亞烷基或亞芳基；

所述溶劑為水或乙醇；

2)將添加型磷系阻燃劑、己內(nèi)酰胺和水混合后進(jìn)行保溫保壓反應(yīng)，然后卸壓至常壓，所述保溫保壓反應(yīng)的溫度為250℃～260℃，壓力為0.8MPa～2.0MPa，時(shí)間為2～6h；

3)調(diào)節(jié)溫度后將阻燃劑鹽加入到步驟2)的反應(yīng)體系中進(jìn)行縮聚反應(yīng)，所述縮聚反應(yīng)的溫度225℃～235℃，時(shí)間為4～20h；

4)后處理得到無鹵阻燃聚酰胺6；

所述無鹵阻燃聚酰胺6分子鏈中磷含量為0.4～0.8wt％，所述添加型磷系阻燃劑在無鹵阻燃聚酰胺6中的含量為3～9wt％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鹵阻燃聚酰胺6的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述DPO基反應(yīng)型磷系阻燃劑與二元胺的摩爾比為1:1～1.2，DPO基反應(yīng)型磷系阻燃劑與溶劑的質(zhì)量比為1:1～2；所述混合攪拌均勻的攪拌速率為50～400r/min，所述成鹽反應(yīng)的溫度為60～90℃，成鹽反應(yīng)的時(shí)間為2～5h。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鹵阻燃聚酰胺6的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述保溫保壓反應(yīng)的攪拌速率為50～400r/min；步驟3)中，所述阻燃劑鹽的加入時(shí)間控制在0.5～1h；縮聚反應(yīng)體系中，按重量份數(shù)計(jì)，各組分的加入量為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無鹵阻燃聚酰胺6的制備方法，其特征在于，步驟2)中的反應(yīng)體系中還含有協(xié)效阻燃劑和/或己二酸，所述協(xié)效阻燃劑的加入量為1～2份，所述己二酸的加入量為0.1～1份。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種無鹵阻燃聚酰胺6的制備方法，其特征在于，所述添加型磷系阻燃劑為二乙基次膦酸鋁、二乙基次膦酸鋅、甲基丁基次膦酸鋁、甲基環(huán)己基次膦酸鋁或甲基苯基次膦酸鋁中的一種以上；

所述協(xié)效阻燃劑為錫酸鋅、硼酸鋅、硫酸鋇、三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁或二氧化硅中的一種以上。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鹵阻燃聚酰胺6的制備方法，其特征在于，步驟4)中，所述后處理的具體步驟為：將體系抽真空到-0.05～-0.1MPa，將溫度調(diào)節(jié)到245℃～250℃，保持0.5～3h后停止攪拌，繼續(xù)持續(xù)抽真空以達(dá)到液相增粘目的，靜置10～20min后通氮?dú)獬隽稀?/p>

7.一種如權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的制備方法制得的無鹵阻燃聚酰胺6，其特征是：所述無鹵阻燃聚酰胺6由阻燃聚酰胺6分子鏈以及分散在阻燃聚酰胺6分子鏈之間的添加型磷系阻燃劑組成，所述阻燃聚酰胺6分子鏈由聚酰胺鏈段和DPO基反應(yīng)型磷系阻燃劑鏈段組成，所述阻燃聚酰胺6分子鏈中磷元素的含量為0.4～0.8wt％；

所述添加型磷系阻燃劑在無鹵阻燃聚酰胺6中的含量為3～9wt％；

所述聚酰胺鏈段的結(jié)構(gòu)式如下：

所述DPO基反應(yīng)型磷系阻燃劑鏈段的結(jié)構(gòu)式如下：

式中，R₁為直鏈或支化的C₁～C₁₅的次烷基，R₂為直鏈的C₃～C₁₀的亞烷基或亞芳基。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種無鹵阻燃聚酰胺6，其特征在于，所述添加型磷系阻燃劑為二乙基次膦酸鋁、二乙基次膦酸鋅、甲基丁基次膦酸鋁、甲基環(huán)己基次膦酸鋁或甲基苯基次膦酸鋁中的一種以上。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種無鹵阻燃聚酰胺6，其特征在于，所述無鹵阻燃聚酰胺6的極限氧指數(shù)大于29％，垂直燃燒測(cè)試達(dá)到UL94 V-0級(jí)，燃燒測(cè)試中離火自熄，無熔滴產(chǎn)生；

所述無鹵阻燃聚酰胺6的耐久性能良好，水洗50次，極限氧指數(shù)保持在28％以上；

所述無鹵阻燃聚酰胺6的熔點(diǎn)為210～221℃，拉伸強(qiáng)度為54～68MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為50～120％。