[發(fā)明專利]玻纖增強尼龍用不含氮無鹵阻燃復配體系及其應用

在審

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• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN107698798A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設計）人: 李金忠;雷華
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇利思德新材料有限公司
• 主分類號: C08K5/5313
• 分類號: C08K5/5313;C08K3/32;C08K3/24;C08L77/06;C08L83/04;C08K13/04;C08K7/14
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司33224
• 代理人: 朱朦琪

技術領域

本發(fā)明涉及阻燃劑的技術領域，具體涉及一種玻纖增強尼龍用不含氮無鹵阻燃復配體系及其在無鹵阻燃玻纖增強尼龍材料中的應用。

背景技術

玻纖增強尼龍因具有良好的剛性和抗沖擊性、低翹曲性、高的尺寸穩(wěn)定性、良好的表面外觀等性能特點而被廣泛應用于電子電器領域。在這些領域的應用，對材料提出了阻燃的要求，而尼龍是易燃材料，在與玻纖復合后，由于玻纖的燈芯效應，使得玻纖增強尼龍更容易燃燒。因此玻纖增強尼龍在這些領域應用時，需要解決阻燃的問題，而且燈芯效應的存在使得其阻燃難度更大。

目前，對于玻纖增強尼龍的阻燃，包括兩類基本的阻燃體系：鹵系阻燃體系和非鹵阻燃體系。鹵系阻燃體系通常是含溴阻燃劑協(xié)同三氧化二銻，大量研究表明，添加有溴系阻燃劑的玻纖增強尼龍材料在燃燒時會產(chǎn)生濃煙和溴化氫等有害物質(zhì)，會引起人體窒息。因此，為玻纖增強尼龍開發(fā)安全、環(huán)保、無鹵阻燃體系成為研究的熱點，近年來出現(xiàn)了新型的應用于玻纖增強尼龍的無鹵阻燃劑或阻燃體系。

據(jù)文獻報道，應用于玻纖增強的無鹵阻燃劑主要包括兩大類基本體系：一類是紅磷；另一類是磷氮系阻燃體系。對于紅磷，雖然其阻燃效果好，但其面臨兩個問題：一是紅磷的顏色，限制了其應用范圍，通常只是應用在黑色制品中；二是在加工過程中容易產(chǎn)生磷化氫等劇毒物，帶來環(huán)保和安全問題，因此紅磷并不是玻纖增強尼龍的最佳選擇。對于磷氮系阻燃體系，這是一類高效的阻燃體系，具有高的阻燃效率，也避免了紅磷的一些缺陷，是目前研究的熱點。

目前應用得最多的是，基于二乙基次磷酸鋁的磷氮復配體系，例如，二乙基次磷酸鋁復配三聚氰氨聚磷酸鹽(MPP)體系，由于具有較高的磷含量，以及磷氮的協(xié)同作用，可以實現(xiàn)對玻纖增強尼龍的高效阻燃，也不存在制品顏色問題，同時具有很高分解溫度，在玻纖增強尼龍的高溫加工過程中，不會產(chǎn)生磷化氫等劇毒氣體。但對于基于二乙基次磷酸鋁的磷氮復配體系，仍然存在一些缺點，主要表現(xiàn)在：一是兩種組分在高溫時會有一定的反應分解，產(chǎn)生少量的酸性氣體，這些酸性氣體會對加工設備的金屬部件產(chǎn)生腐蝕，在一定時間后需要更換部件，帶來成本的增加和降低生產(chǎn)效率的問題；二是含氮化合物MPP存在一定的析出，材料在注塑成型過程中，注塑一定模數(shù)的制品后，在模具上會存在沉積物，這些沉積物的存在會影響制品的外觀，這時需要停工清理模具，也會降低生產(chǎn)效率，同時這種析出還會引起阻燃劑向制品表面遷移，導致阻燃劑分布不均及流失，最終使得材料的阻燃失效，存在安全隱患。

總的來看，目前應用于玻纖增強尼龍的阻燃體系，存在有顏色、產(chǎn)生有毒氣體、易析出和有腐蝕等問題，有些是致命問題導致不能使用，有些則是導致成本增加、效率降低等。因此，有必要開發(fā)新型的無鹵阻燃體系。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有的應用于玻纖增強尼龍材料的基于二乙基次磷酸鋁的磷氮復配阻燃體系的缺陷，公開了一種玻纖增強尼龍用不含氮無鹵阻燃復配體系，該不含氮無鹵阻燃復配體系具有高阻燃、無遷移、不腐蝕設備等特點，可以很好地適應玻纖增強尼龍材料體系，得到綜合性能優(yōu)異的無鹵阻燃玻纖增強尼龍材料。

具體的技術方案如下：

一種玻纖增強尼龍用不含氮無鹵阻燃復配體系，按重量百分比計，原料組成包括：

二乙基次磷酸鋁 60～90％；

亞磷酸鋁 9～30％；

錫酸鋅 1～10％。

本發(fā)明采用二乙基次磷酸鋁，再通過與特殊耐高溫無遷移的亞磷酸鋁和錫酸鋅協(xié)同，形成非含氮的基于磷鋁結(jié)構(gòu)的復配阻燃體系，解決現(xiàn)有阻燃體系易腐蝕、易遷移析出等缺陷。

下面將對本發(fā)明作詳細說明：

本發(fā)明的專利發(fā)明人是以解決現(xiàn)有應用于玻纖增強尼龍材料中的無鹵阻燃體系存在的各種缺陷為目的，進行了廣泛而深入的研究。針對現(xiàn)有基于二乙基次磷酸鋁的復配阻燃體系在阻燃玻纖增強尼龍存在的問題，考察了新的阻燃體系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)二乙基次磷酸鋁協(xié)同亞磷酸鋁和少量錫酸鋅能很好地解決這個問題。

二乙基次磷酸鋁的化學結(jié)構(gòu)如下式(Ⅰ)所示：

二乙基次磷酸鋁的特點是含磷量高，阻燃性好，具有較高的初始分解溫度，水溶性低，耐遷移不吸潮，目前較多應用在尼龍、PBT等工程塑料中，特別是玻纖增強的工程塑料中。單獨使用二乙基次磷酸鋁，不存在析出的問題，但其阻燃性能不足，因此還需要和含氮的MPP復配，才能達到阻燃的求。目前應用在玻纖增強尼龍的阻燃體系基本以二乙基次磷酸鋁協(xié)同MPP體系。