[發(fā)明專利]一種抗熔滴阻燃尼龍材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011023834.6
• 申請(qǐng)日: 2020-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN112239601B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉可;李桃桃;魏良躍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江恒逸石化研究院有限公司
• 主分類號(hào): C08L77/06
• 分類號(hào): C08L77/06;C08L77/02;C08L27/22;C08L61/16;C08L79/08;C08K5/5313;C08K3/16;C08K5/523;C08K3/32
• 代理公司: 杭州杭誠(chéng)專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 俞潤(rùn)體

本發(fā)明涉及尼龍材料技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種抗熔滴阻燃尼龍材料的制備方法，包括以下步驟：將尼龍樹脂、顆粒狀抗熔滴劑、磷系阻燃劑、金屬鹽混合均勻后，進(jìn)行熔融擠出，經(jīng)冷卻、切粒、干燥后，制得抗熔滴阻燃尼龍材料；所述顆粒狀抗熔滴劑中含有氨基、羧基、羰基、酮基、酰胺基中的至少一種基團(tuán)；所述磷系阻燃劑是以凝聚相阻燃為主要阻燃機(jī)理的磷系阻燃劑。本發(fā)明通過金屬離子使抗熔滴劑之間和抗熔滴劑與尼龍分子之間形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，能提高抗熔滴劑纖維的交聯(lián)程度，并使抗熔滴劑網(wǎng)絡(luò)在熔體中穩(wěn)定存在，從而提高尼龍的抗熔滴性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及尼龍材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抗熔滴阻燃尼龍材料的制備方法。

背景技術(shù)

尼龍，又稱聚酰胺，是指分子主鏈上含有酰胺基團(tuán)的一類高分子材料。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，可以將尼龍分為尼龍6、尼龍11、尼龍12、尼龍56、尼龍66、尼龍46、尼龍610、尼龍612、尼龍1010和尼龍1212等。尼龍材料強(qiáng)度高、耐磨性好，在交通運(yùn)輸、電子電器和服裝家紡等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但受限于尼龍材料的分子結(jié)構(gòu)，大部分尼龍材料的極限氧指數(shù)只有22～26％左右，容易被引燃，并且燃燒時(shí)易產(chǎn)生帶有火焰的熔滴，熔滴滴落引起二次燃燒，嚴(yán)重危害人們的生命與財(cái)產(chǎn)安全。因此，對(duì)尼龍進(jìn)行阻燃與抗熔滴改性具有重要意義。

目前已知，氟系聚合物、聚醚醚酮、聚酰亞胺等能在聚合物基體中作為抗熔滴劑發(fā)揮作用，它們?cè)诒粨交斓綗崴苄跃酆衔锶垠w的過程中會(huì)分散形成纖維網(wǎng)絡(luò)，在熔體中不易分解，能起到提高熔體強(qiáng)度、防止熔滴的作用。例如，公開號(hào)為CN101423615的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開了一種提高熱塑性聚合物熔體強(qiáng)度的方法，將分散在乳液中的高分子量聚四氟乙烯(PTFE)作為熔體增強(qiáng)劑或抗滴落劑添加到熱塑性聚合物熔體中，具體包括以下步驟：(1)將PTFE乳液與熱塑性樹脂混合；(2)將混合的物料通過一個(gè)垂直的熱風(fēng)干燥系統(tǒng)在線干燥；(3)干燥后的物料直接進(jìn)入混煉系統(tǒng)混煉均勻。采用聚四氟乙烯等抗熔滴劑提高聚合物的抗熔滴性能，存在以下問題：抗熔滴劑纖維之間不存在熱穩(wěn)定性較高的化學(xué)鍵連接，因而在高溫熔體中，抗熔滴劑形成的纖維網(wǎng)絡(luò)難以穩(wěn)定存在，對(duì)抗熔滴性能的改善有限。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種抗熔滴阻燃尼龍材料的制備方法。本發(fā)明通過金屬離子與抗熔滴劑形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，能提高抗熔滴劑纖維的交聯(lián)程度，并使抗熔滴劑網(wǎng)絡(luò)在熔體中穩(wěn)定存在，從而提高尼龍的抗熔滴性能。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：

一種抗熔滴阻燃尼龍材料的制備方法，包括以下步驟：將尼龍樹脂、顆粒狀抗熔滴劑、磷系阻燃劑、金屬鹽混合均勻后，進(jìn)行熔融擠出，經(jīng)冷卻、切粒、干燥后，制得抗熔滴阻燃尼龍材料；所述顆粒狀抗熔滴劑中含有氨基、羧基、羰基、酮基、酰胺基中的至少一種基團(tuán)；所述磷系阻燃劑是以凝聚相阻燃為主要阻燃機(jī)理的磷系阻燃劑。

在熔融擠出過程中，顆粒狀抗熔滴劑受熱軟化，并受剪切力作用而形成直徑極細(xì)的微纖維。這些微纖維通過其中的氨基、羧基、羰基、酮基、酰胺基、巰基或氮雜環(huán)基團(tuán)與金屬離子絡(luò)合，形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)分散在尼龍基體中，相較于只由抗熔滴劑形成的纖維網(wǎng)絡(luò)而言，通過金屬離子形成的絡(luò)合網(wǎng)絡(luò)在熔體中更加穩(wěn)定，且交聯(lián)程度更大，因而能更好地支撐尼龍熔體強(qiáng)度，防止出現(xiàn)熔滴現(xiàn)象。以上為加入金屬鹽的主要目的，除此以外，金屬鹽還具有以下作用：(1)部分金屬離子還會(huì)同時(shí)與尼龍分子(通過尼龍分子中的酰胺基團(tuán))和抗熔滴劑絡(luò)合，在尼龍分子與抗熔滴劑之間形成穩(wěn)定的交聯(lián)，當(dāng)尼龍分子熔融斷裂后仍能將其固定在抗熔滴劑網(wǎng)絡(luò)上，從而進(jìn)一步提高抗熔滴性能；(2)金屬離子與尼龍分子中的羰基絡(luò)合，使尼龍分子之間形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也能在一定程度上支撐熔體強(qiáng)度，起到抗熔滴作用。

在抗熔滴的基礎(chǔ)上，引入以凝聚相阻燃為主要阻燃機(jī)理的磷系阻燃劑，可提高尼龍燃燒時(shí)的成炭性能，使熔體表面形成炭層。在燃燒發(fā)生時(shí)，抗熔滴劑、尼龍與金屬離子形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)起到支撐尼龍熔體強(qiáng)度的作用，磷系阻燃劑促進(jìn)熔體燃燒脫水形成的炭層起到隔絕熱量、氧氣和可燃性氣體的作用，阻止熔體進(jìn)一步燃燒。

作為優(yōu)選，所述顆粒狀抗熔滴劑的粒徑為100μm～3mm。