[發明專利]一種用于3D打印的高阻燃性尼龍復合材料

有效

• 申請號: 201710119831.4
• 申請日: 2017-03-02
• 公開（公告）號: CN106832906B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 徐再;徐惠鳳;徐靖;丁磊;趙琴芬;盧路平
• 申請（專利權）人: 上海術博新材料技術有限公司
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08L77/06;C08L13/00;C08L81/04;C08L77/00;C08L29/14;C08L51/06;C08K5/544;B33Y70/00
• 代理公司: 上海宏京知識產權代理事務所(普通合伙) 31297
• 代理人: 何艷娥

本發明屬于高分子材料領域，具體涉及一種用于3D打印的高阻燃性尼龍復合材料，由以下原料按重量份制備而成：尼龍樹脂100份、填料3～8份、增韌劑5～15份、抗氧劑0.5～1份、相容劑0.3～0.8份、潤滑劑0.5～1.5份、DOPO衍生物阻燃劑5～10份。本發明的一種用于3D打印的高阻燃性尼龍復合材料，在尼龍復合材料體系中添加了DOPO衍生物阻燃劑，一方面阻燃劑結構中含有較低表面能的氟元素，使其具有較強的表面遷移性，能在基材表面形成一種高阻燃性膜，并且結構中含有的硅元素，具有較好的阻燃效果、無煙、耐高溫、化學穩定性好，同時可以提高尼龍的力學性能；另一方面，當阻燃劑含量達到5?10％時，固化物可以達到UL94，V?0級。

技術領域

本發明屬于高分子材料領域，具體涉及一種用于3D打印的高阻燃性尼龍復合材料。

背景技術

3D打印技術又稱疊層制造技術，是快速成型領域的一種新興技術，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。基本原理是疊層制造，逐層增加材料來生成三維實體的技術。目前，3D打印技術主要被應用于產品原型、模具制造以及藝術創作、珠寶制作等領域，替代這些傳統依賴的精細加工工藝。另外，3D打印技術逐漸應用于醫學、生物工程、建筑、服裝、航空等領域，為創新開拓了廣闊的空間。

目前市場上熔融擠壓堆積成型技術較常用的聚合物材料是丙烯腈一丁二烯一苯乙烯三元共聚物(ABS)、聚乳酸(PLA)、尼龍(PA)和聚碳酸酯(PC)，其中尼龍是目前用量最大的打印原材料。尼龍(PA)作為工程塑料中最大最重要的品種，具有很強的生命力，主要在于它改性后實現高性能化，其次是汽車、電器、電訊、電子、機械等產業自身對產品高性能的要求越來越強烈，相關產業飛速發展，促進了工程塑料高性能化的進程，使其扮演著越來越重要的角色。隨著國內汽車電氣電子等工業的蓬勃發展，人們對材料的要求越來越高，改性工程塑料的需求將大幅上升，對改性工程塑料的強度和阻燃等性能要求越來越高。在許多場合應用中，防火阻燃為一個至關重要的因素，特別在電器用途，如接線柱、插座、開關等，加入適當的阻燃劑可以提高它的阻燃性能。按照美國UL標準，尼龍為UL94V-2級，通過添加阻燃劑，可進一步達到UL94V-0級。目前，解決尼龍工程塑料阻燃性差的思路主要是從促進融滴或促進成炭出發，但都難以實現阻燃和增強的完美結合。早期使用的含鹵的阻燃劑由于生產過程中，對設備腐蝕性很大，同時產生粉塵和廢液污染，并且在使用過程中易析出，產生二噁英等有毒物，污染環境。目前阻燃劑的研究主要集中于含磷、氮、硫等元素的有機物或低聚物的設計合成，以及通過共混或共聚的方法使高分子材料具有阻燃性。

9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物，簡稱DOPO，其結構中含有P-H鍵，對烯烴、環氧化合物和羰基化合物極具活性，可反應生成許多衍生物。DOPO及其衍生物由于分子結構中含有聯苯環、菲環、O＝P－O鍵，所以比普通的有機磷酸酯具有更強的阻燃性能。由Saito于1972年首次報道其合成路線。DOPO及其衍生物可作為反應型和添加型阻燃劑，其合成的阻燃劑無鹵、無煙、無毒，不遷移，阻燃性能持久。在提高材料的阻燃性能的同時，不影響材料的力學強度等機械性能。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種用于3D打印的高阻燃性尼龍復合材料，在尼龍復合材料體系中添加了DOPO衍生物阻燃劑，一方面阻燃劑結構中含有較低表面能的氟元素，使其具有較強的表面遷移性，能在基材表面形成一種高阻燃性膜，并且結構中含有的硅元素，具有較好的阻燃效果、無煙、耐高溫、化學穩定性好，同時可以提高尼龍的力學性能；另一方面，當阻燃劑含量達到5-10％時，固化物可以達到UL94，V-0級。

為實現本發明的目的，本發明采用如下技術方案：

一種用于3D打印的高阻燃性尼龍復合材料，按重量份計包括如下組分：

尼龍樹脂100份、填料3～8份、增韌劑5～15份、抗氧劑0.5～1份、相容劑0.3～0.8份、潤滑劑0.5～1.5份、DOPO衍生物阻燃劑5～10份。