[發明專利]一種阻燃熱塑性聚酰胺，阻燃劑和應用

在審

• 申請號: 202010150587.X
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN113354867A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 徐延杰;王方中;陸風玨;李莉
• 申請（專利權）人: 南通諾為新材料科技有限公司
• 主分類號: C08K5/50
• 分類號: C08K5/50;C08K5/52;C08K3/32;C08L77/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種新型阻燃聚酰胺聚合物（阻燃尼龍）的組成、制備和應用。具體來說，本發明公開的阻燃聚酰胺聚合物包括熱塑性聚酰胺及新型阻燃劑。該新型阻燃劑包含離子液體組份，其中離子液體可以是單一離子液體組份，也可以是幾種離子液體共用，也可以是離子液體和傳統阻燃劑混用。該阻燃劑可以在聚酰胺聚合階段添加，也可以在聚合物改性階段通過擠出機混合添加。本發明公開的阻燃聚酰胺聚合物可用于塑料、纖維等領域。

技術領域

本發明涉及一種新型阻燃聚酰胺聚合物。具體而言，本發明專利披露了一種包含離子液體結構的新型阻燃劑的熱塑性聚酰胺組成、制備和應用，屬于高分子聚合物及阻燃劑技術領域。

背景技術

聚酰胺(PA)是指主鏈節含有極性酰胺基團(-CO-NH-)的高聚物。既可以作為制造纖維的原料，也可以作為工程塑料廣泛應用于工業生產及生活制品中，其具有強韌、耐磨、自潤滑、使用溫度范圍寬的特點。

聚酰胺材料種類廣泛，一般可分為脂肪族聚酰胺、半芳香聚酰胺和全芳香聚酰胺、共聚聚酰胺等。其中脂肪族聚酰胺占市場用量的90%以上，雖然價格相對較低，但由于其氧指數在23~25，在空氣中能夠持續燃燒，導致脂肪族聚酰胺的應用受到限制。

目前，聚酰胺常用的傳統阻燃劑有三聚氰胺鹽（如氰尿酸三聚氰胺），有機膦酸鹽、三（二乙基次磷酸）鋁，多聚磷酸銨，金屬氧化物及氫氧化物，無機填料等，其單一或者復合添加量一般在20%~35%。阻燃劑的添加量高，一方面使聚酰胺的加工性能下降，分散難度提高，另一方面使其物理機械性能下降，影響阻燃聚酰胺的應用。科萊恩公司開發的三（二乙基次磷酸）鋁產品（阻燃劑商品OP系列）在過去幾年中在聚酰胺聚合物的阻燃應用較廣，但是OP系列產品對塑料加工設備有較強的腐蝕性。

發明內容

發明目的：本發明提供一種基于離子液體結構新型阻燃劑，可用于熱塑性聚酰胺的阻燃，可以克服上述傳統阻燃劑的不足。

技術方案：一種新型聚酰胺組合物，采用離子液體阻燃劑，制備方法可采用雙螺桿擠出機擠出混合，隨即注塑或其它工藝制備模塑件。

進一步的，所述離子液體阻燃劑由有機陽離子和無機或有機陰離子構成。

進一步的，所述的陽離子有季銨鹽離子、季鏻鹽離子、咪唑鹽離子和吡咯鹽離子。

進一步的，所述的陰離子有鹵素離子、羥、巰、氰無機離子、醋酸根離子、三氟醋酸根離子、二氰胺根離子、磺酸根離子、四氟硼酸根離子、六氟磷酸根離子、磷酸酯陰離子、磺酸酯陰離子、雙（三氟甲基磺酰基）亞胺根離子等。

進一步的，所述離子液體阻燃劑為三丁基甲基二丁基磷酸銨。

進一步的，所述離子液體阻燃劑為1-乙基-3-甲基咪唑二乙基磷酸鹽化合物。

本發明的具體優勢如下：

（1）本發明中的離子液體阻燃劑不會揮發，在燃燒時也主要停留在固相而起到阻燃作用。而傳統的磷酸酯屬于半揮發性化合物，燃燒時會揮發到氣相。盡管有研究揭示磷酸酯可能也在氣相有阻燃作用，但效果不明顯。因此，離子液體阻燃劑比傳統磷酸酯阻燃劑的阻燃效果更優。

（2）本發明中的離子液體的結構的“可設計性”，可為不同塑料產品提供最佳的相容性的阻燃劑設計。極佳的相容性使得阻燃劑均勻分散甚至溶解在塑料里，從而對塑料的物理機械性能的影響最小。

（3）本發明中的由于“離子”的特別結構在阻燃劑和塑料高分子鏈間引入不同的分子力，從而減弱了阻燃劑增塑副作用，使得塑料的玻璃化溫度或者熱變形溫度不下降或者下降不多。

（4）本發明中的由于離子液體對有機物、無機物、高分子材料都有良好的溶解性，離子液體阻燃劑可以和傳統阻燃劑復配使用，并可提高傳統阻燃劑在塑料中的相容性和分散性，減少對塑料物理機械性能的影響。

（5）本發明中的離子液體阻燃劑使用簡單，可以用于通用的聚酰胺加工及改性設備。