[發明專利]聚酰胺復合材料及其合成方法

在審

• 申請號: 202210147231.X
• 申請日: 2022-02-17
• 公開（公告）號: CN114395124A
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 劉羽玲;劉顯勇;朱懷才;譚善興
• 申請（專利權）人: 江西中塑新材料科技有限公司
• 主分類號: C08G69/36
• 分類號: C08G69/36;C08G69/42;C08G69/04;C08K9/10;C08K5/3492;C08K5/3435
• 代理公司: 廣州廣典知識產權代理事務所(普通合伙) 44365
• 代理人: 曾銀鳳

本發明公開了一種聚酰胺復合材料及其合成方法，所述聚酰胺復合材料由以下原料合成得到：己二胺、對苯二甲酸、己內酰胺、反應型磷系阻燃劑、包覆型三聚氰胺氰尿酸鹽和四甲基哌啶胺。該聚酰胺復合材料具有優異力學性能和阻燃性能，可應用于電子電氣、汽車、5G等耐高溫阻燃部件。

技術領域

本發明屬于材料領域，特別是涉及一種聚酰胺復合材料及其合成方法。

背景技術

隨著環境保護觀念逐漸深入人心以及國內外一系列環保法規的頒布實施，安全環保的高性能材料日益受到人們的關注。如2008年RoHS對十溴二苯醚 (DBDPO)的解除禁令的通知被歐洲法院否決；歐洲公安部消防局批準下發的《阻燃制品標識管理辦法》于2007年5月1日實施對高分子材料阻燃改性和無害化提出了更高要求。

聚酰胺屬于一類易燃樹脂，常用的PA1010、PA66和PA6的氧指數分別為 25.5、24.3和26.4。數值較低，必須進行阻燃改性，尤其是用于與電相關的產品時。半芳香聚酰胺盡管引入了易于碳化的芳環結構，阻燃性有所提高，但仍然不能夠自熄，需要進行改性。

聚酰胺的阻燃途徑主要有兩種：(1)共混阻燃改性。在這個過程中將阻燃劑通過機械混合的方法均勻的混入到聚酰胺中，使其獲得阻燃性。這類方法相對較為簡單，適用于大多數聚合物，且效果好，是主要的聚酰胺阻燃方法。添加型阻燃劑主要有十溴二苯醚、次磷酸鋁等。(2)原位聚合阻燃改性。在這個過程中，通過原位聚合在聚酰胺的主鏈或側鏈上接枝上具有阻燃效果的反應單體，達到分子級的阻燃效果。其優點是毒性小，穩定性好，產物基本無揮發物，對材料的使用性能影響很小，尤其適用于薄膜等高端應用領域。

目前，現有技術中對阻燃聚酰胺材料做了一些研究，例如：中國專利CN107603214A提供了一種阻燃聚酰胺組合物，其包括：(A)聚酰胺，和(B)阻燃劑 5-40％，所述百分比為相對于聚酰胺的質量百分比；所述聚酰胺具有230℃以上的熔點且重均分子量為25000-40000，該專利屬于共混阻燃改性；中國專利CN 102532600A提供了一種三聚氰銨鹽阻燃劑、添加該阻燃劑的阻燃聚酰胺薄膜及其制備方法。所述阻燃劑為含有四氫呋喃環結構的膦酸三聚氰銨鹽，添加該三聚氰銨鹽阻燃劑不會降低聚酰胺的粘度，所得薄膜綜合性能優異，不污染環境，其制備方法簡單，有利于工業化生產，該專利屬于共混阻燃改性；中國專利CN 111607221A提供了一種原位包覆紅磷阻燃劑、基于原位包覆紅磷阻燃劑的阻燃聚酰胺材料及其制備方法，以紅磷粉和己內酰胺單體為原料，先將己內酰胺單體活化，然后在助催化劑的存在下，己內酰胺在紅磷粉表面反應聚合，制得微膠囊包覆的紅磷阻燃劑，按聚酰胺40～68％、原位包覆紅磷阻燃劑6～12％、玻璃纖維20～50％、穩定劑0.2～1.0％、潤滑劑0.1～0.7％的重量配比經雙螺桿擠出機擠出并制得阻燃聚酰胺材料，該專利屬于通過雙螺桿擠出機原位增容阻燃改性；中國專利CN 105153415A提供了一種阻燃尼龍66共聚物材料及其制備方法，特別是涉及一種含磷反應型阻燃劑，通過聚合反應得到嵌段阻燃尼龍66共聚物材料及其制備方法。其特點是首先將阻燃劑與二元胺或二元醇反應得到阻燃劑預聚體，然后將阻燃劑預聚體與尼龍66預聚體反應得到阻燃尼龍66共聚物材料，該專利屬于原位聚合阻燃改性。

聚酰胺通過共混阻燃改性時，阻燃劑與聚酰胺高分子存在相容性上的差異，容易造成阻燃劑的團聚和析出，并且在共混過程中，存在磷-氮系阻燃劑不易在基材樹脂中均勻分散，且添加量較大的缺陷；通過篩選合適的阻燃劑，進行原位聚合阻燃改性可以解決很好地這個問題。

發明內容

基于此，本發明的目的之一是提供一種聚酰胺復合材料，該聚酰胺復合材料通過在己二胺、對苯二甲酸和己內酰胺單體聚合過程中引入阻燃單元反應型磷系阻燃劑4-(2-(((2-羧基乙烷基)(苯基)磷酰基)氧)乙氧基)-4-氧代己酸，以及氮系阻燃劑包覆型三聚氰胺氰尿酸鹽，可以有效解決在共混過程中磷-氮系阻燃劑不易在基材樹脂中均勻分散和添加量較大的問題。該聚酰胺復合材料可應用于電子電氣、汽車、5G等耐高溫阻燃部件。

實現上述發明目的的具體技術方案包括如下：