[發(fā)明專利]一種無鹵阻燃劑及其在制備無鹵阻燃PA6中的應用

在審

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• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN113087970A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 劉耀馳;伍千新;李先華;肖朝暉;鄭濤
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司巴陵分公司
• 主分類號: C08K9/12
• 分類號: C08K9/12;C08K3/28;C08K3/22;C08G69/14;C08G69/16
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 張偉;魏娟

本發(fā)明公開了一種無鹵阻燃劑及其在制備無鹵阻燃PA6中的應用，無鹵阻燃劑包括類石墨相氮化碳，或者類石墨相氮化碳與金屬類阻燃劑復合物，將其應用于原位共聚法制備無鹵阻燃PA6，無鹵阻燃劑可以在己內酰胺聚合過程中通過g?C₃N₄和已內酰胺接枝，實現無鹵阻燃劑在聚己內酰胺中的均勻分散，賦予PA6復合優(yōu)異的阻燃性能，且能降低阻燃劑添加量。

技術領域

本發(fā)明涉及一種阻燃劑，具體涉及一種由類石墨相氮化碳與金屬類阻燃劑改性得到的改性阻燃劑，還涉及一種改性阻燃劑在原位共聚法制備無鹵阻燃PA6中的應用，屬于高分子阻燃材料領域。

技術背景

PA6由于其卓越的機械性能，在汽車、機械、電器、工程配件、化工、日用品、航空航天及建筑材料等多個領域得到普遍應用。與PA66相比，PA6除了卓越的韌性、比強度和耐磨的優(yōu)點外，還具有抗沖擊和抗溶解的優(yōu)勢。PA6的產品雖然具備各項優(yōu)異的性能，但有易燃的缺點，即帶來火災的風險，而且PA6經常在高溫、高濕度、高壓力等惡劣環(huán)境下使用，但由于PA6本身阻燃等級較低，屬于易燃材料，而且PA6在燃燒的過程中會釋放出大量的熱量，同時伴隨著大量濃煙并容易引起火焰的蔓延，嚴重危害人類的健康，且污染環(huán)境。傳統(tǒng)的PA6改性方法有玻璃纖維增強，無機納米顆粒改性，共混等，但是存在著改性物質在PA6中的分散性較差的問題。如中國專利(CN108148401A)一種聚酰胺PA6阻燃材料，其采用三氧化二銻作為阻燃劑，無機阻燃劑在聚酰胺中分散性差，需要較高添加量才能達到較好阻燃效果。

發(fā)明內容

為了解決現有技術存在的技術問題，本發(fā)明的第一個目的是在于提供一種無鹵阻燃劑，該無鹵阻燃劑是類石墨相氮化碳(g-C₃N₄)或者是g-C₃N₄與金屬類阻燃劑組成的復合物，該無鹵阻燃劑可以利用g-C₃N₄表面氨基通過化學鍵合作用接枝PA6，從而把具有優(yōu)良阻燃性能的g-C₃N₄及金屬類阻燃劑均勻地分散在PA6材料中，賦予了PA6高阻燃性能，克服了現有常規(guī)的阻燃劑在PA6材料難以分散，無法充分發(fā)揮阻燃效果的缺陷。

本發(fā)明的另一個目的是在于提供無鹵阻燃劑在制備無鹵阻燃PA6中的應用，在PA6的原位聚合過程中，己內酰胺單體在進行開環(huán)聚合時可以和g-C₃N₄表面氨基進行接枝反應，將PA6均勻地接枝到g-C₃N₄表面，從而把g-C₃N₄及金屬類阻燃劑優(yōu)良的阻燃性能引入PA6材料，從而賦予了PA6高阻燃性能，減少了阻燃劑的使用量。

為了實現上述技術目的，本發(fā)明提供了一種無鹵阻燃劑，其包括類石墨相氮化碳，或者類石墨相氮化碳與金屬類阻燃劑復合物。

本發(fā)明的類石墨相氮化碳本身可以作為優(yōu)良的阻燃劑使用。將類石墨相氮化碳可以進一步負載現有技術中常見的非鹵素金屬類阻燃劑，形成阻燃效果更好的阻燃劑。

優(yōu)選的方案，類石墨相氮化碳與金屬類阻燃劑復合物由類石墨相氮化碳與金屬類阻燃劑通過煅燒得到。通過將類石墨相氮化碳與金屬類阻燃劑經過高溫煅燒可以將金屬類阻燃劑嵌入類石墨相氮化碳層間或者負載在類石墨相氮化碳表面，獲得的改性阻燃劑相對單一類石墨相氮化碳阻燃劑或金屬類阻燃劑具有更加優(yōu)異的阻燃效果。本發(fā)明的類石墨相氮化碳可以通過其表面的氨基等在原位聚合過程中接枝至聚己內酰胺中，從而實現了類石墨相氮化碳在聚己內酰胺中的均勻分散性及穩(wěn)定性。同時類石墨相氮化碳作為金屬類阻燃劑的載體，可以強化金屬類阻燃劑在聚己內酰胺中的均勻分散，從而可以充分發(fā)揮阻燃劑的阻燃效果，減少阻燃劑的使用量以及降低由于過多阻燃劑引入對聚己內酰胺性能的影響。

優(yōu)選的方案，所述金屬類阻燃劑包括氧化鎂、氫氧化鎂、二氧化錳、氫氧化鋁、氧化銻中至少一種。