[發明專利]一種阻燃聚酰胺復合材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011226225.0
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112457664A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 郭唐華;黃險波;葉南飚;錢志軍;唐宇航
• 申請（專利權）人: 金發科技股份有限公司
• 主分類號: C08L77/06
• 分類號: C08L77/06;C08L27/18;C08K13/04;C08K7/14;C08K5/03;C08K3/22
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 馮振寧

本發明公開了一種阻燃聚酰胺復合材料及其制備方法和應用，所述復合材料包括如下按重量份計算的組分：聚酰胺樹脂40～85份；溴系阻燃劑10～20份；阻燃協效劑3～10份；吸酸劑0.2～3份；增強材料0～40份；加工助劑0.1～2份；所述吸酸劑為氧化鈣和/或氧化鎂，所述吸酸劑與所述阻燃協效劑的質量比大于等于1:20。本發明克服了材料碳化分解的問題，能夠應用于制備電子、電器或電工產品的零部件制品中。

技術領域

本發明涉及工程塑料技術領域，更具體地，涉及一種阻燃聚酰胺復合材料及其制備方法和應用。

背景技術

聚酰胺具有優良的力學性能和成型加工性，廣泛應用于汽車、建筑、電子電器和家電等行業。但是聚酰胺的阻燃性能弱，不能應用于在一些有電或高溫行業，目前是在聚酰胺中加入溴系阻燃劑，比如十溴二苯乙烷。而為了提高阻燃性能和力學性能，在溴系阻燃劑中還會加入銻化合物。

雖然銻化合物與溴系阻燃劑可以協同作用提高阻燃效率，但是正是因為銻化合物的催化作用使得溴系阻燃劑的熱穩定性變差，稍高的加工溫度下就容易分解。特別是溴系阻燃劑-銻白的阻燃尼龍材料，在擠出或注塑過程中極易發生材料的分解碳化問題。

中國專利(CN102796366A)一種替代三氧化二銻的非銻阻燃協效劑的方法，即采用二氧化硅、氧化鎂或者二氧化錫作為溴系阻燃劑的協效劑，解決了溴系阻燃尼龍在生產過程中因為分解導致的流痕問題。但是這種替代物的協效作用不及三氧化二銻，要達到1.6mm的V-0阻燃等級，非銻協效劑用量不能低于8份，而相應的銻白協效劑只需要4份就可以達到相應的阻燃等級，且非銻協效劑的替代導致材料的機械性能變差。

因此，目前還不能在保持高效阻燃前提下解決聚酰胺復合材料碳化問題，需要開發一種阻燃等級高、機械性能高且能夠克服復合材料的碳化問題。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中復合材料容易碳化，且阻燃性能和機械性能下降的缺陷，提供一種阻燃聚酰胺復合材料。

本發明的另一目的是提供所述阻燃聚酰胺復合材料的制備方法。

本發明的另一目的是提供所述阻燃聚酰胺復合材料的應用。

本發明的上述目的通過以下技術方案實現：

一種阻燃聚酰胺復合材料，包括如下按重量份計算的組分：

所述吸酸劑為氧化鈣和/或氧化鎂，所述吸酸劑與所述阻燃協效劑的質量比大于等于1:20。

當吸酸劑與阻燃協效劑的質量比小于1:20時，吸酸劑不能解決其碳化問題。

其中吸酸劑能夠克服材料碳化且不影響阻燃的原理可能是在溴-銻阻燃體系中，銻系阻燃協效劑的作用是催化溴系阻燃劑中溴分解生成HBr。一方面HBr作為不燃氣體，能夠起到阻隔氧氣的作用，發揮阻燃功能。但是另一方面HBr作為一種酸性物質，在高溫情況下會導致聚酰胺降解碳化，吸酸劑利用其堿性特點，中和聚酰胺表面的HBr，同時又不會消耗空氣中的HBr，達到了改善熱穩定性，又不影響阻燃效果，但吸酸劑的堿性不能太強，太強會破壞聚酰胺中的酰胺鍵，劣化樹脂無法使用，堿性太弱不能克服材料碳化的問題，氧化鈣和氧化鎂的堿性正適用于該復合物體系。

所述吸酸劑的堿性由相對應金屬的氫氧化物的pH值決定。

優選地，所述吸酸劑與所述阻燃協效劑的質量比小于等于1:3。在這一范圍內，吸酸劑不僅克服了材料在擠出或者注塑過程中材料分解碳化問題，而且不影響復合材料的力學性能。若所述吸酸劑與所述阻燃協效劑的質量比大于1:3時，對改善熱穩定性沒有更多幫助，且導致復合材料的力學性能下降。

優選地，所述阻燃協效劑優選為三氧化二銻、五氧化二銻和/或銻酸鈉。

更優選地，所述阻燃協效劑更優選為三氧化二銻。