[發明專利]可膨脹石墨改性的聚酰胺彈性體材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202211512991.2
• 申請日: 2022-11-29
• 公開（公告）號: CN115895246A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 柳碧波;馬伊;趙振倫;劉冬然;潘宇;姜立忠;陳西波
• 申請（專利權）人: 滄州旭陽化工有限公司;滄州旭陽科技有限公司
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08K9/06;C08K7/24;C08K3/22;C08K5/20
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 李維盈

本發明公開了一種可膨脹石墨改性的聚酰胺彈性體材料及其制備方法和應用。所述可膨脹石墨改性的聚酰胺彈性體材料，基于100份的總重量，包括：聚酰胺彈性體45～74份，可膨脹石墨阻燃劑15～40份，協效阻燃劑8～25份，偶聯劑0.3～3份，分散劑0.5～3份，抗氧劑0.1?2份，吸收劑0.1?2份。本發明的可膨脹石墨改性的聚酰胺彈性體阻燃材料阻燃性能可達UL94?V0級，拉伸強度為27?43MPa，沖擊強度在20KJ/m²以上，適用于汽車零部件的制備。

技術領域

本發明屬于彈性體復合材料領域，具體涉及一種可膨脹石墨改性的聚酰胺彈性體材料及其制備方法和應用。

背景技術

汽車輕量化趨勢和新能源汽車的普及，對制備汽車零部件如球形聯軸節，防塵蓋，防震部件，擋泥板，防滑鏈等的阻燃材料提出了更高的力學和阻燃性能要求。

市面上的無鹵阻燃材料，大部分采用在基體材料中添加或共混有機、無機阻燃劑而制成，但在實現阻燃性能的同時，材料的力學性能(如拉伸強度和沖性能)大幅降低。另外，本身性能不佳的基體材料，如現有技術中大部分使用的橡膠和一些彈性體材料，因其無法回收，或力學以及耐老化性能不高，導致阻燃材料出現柔韌性差、硬度較高、難以回收、與阻燃劑相容性差等問題，難以滿足某些特定環境的使用要求。如目前研究較多的聚氨酯彈性體(TPU)就因其力學性能不足，難以用于上述汽車零部件的制備。

聚酰胺彈性體(TPAE)，又被稱作為熱塑性聚酰胺彈性體，是一種含有聚酰胺硬段和脂肪族聚酯或聚醚軟段的嵌段共聚物。TPAE按硬度按不同可分為兩類，以硬段為脂肪族聚酰胺的聚醚嵌段酰胺(PEBA)，和以硬段為半芳香族聚酰胺的其他TPAE，如聚醚酯酰胺(PEEA)、聚酯酰胺(PEA)和聚碳酸酯酰胺(PCEA)等。雖然TPAE具有硬度低，柔韌性好，拉伸強度高、彈性恢復性好、低溫抗沖擊強度高、耐低溫性優異性能等特點，但現有的聚酰胺彈性體作為阻燃材料時，仍然存在氧指數低，較易燃燒，以及力學性能不佳的缺點，限制其在汽車領域的應用。

發明內容

本發明旨在解決現有技術中的不足，通過對聚酰胺彈性體(TPAE)進行可膨脹石墨阻燃改性，使得制備得到的膨脹阻燃彈性體材料具有高效阻燃、力學性能優異、綠色環保、成本低廉、可回收的優點，可將其用于汽車球形聯軸節，防塵蓋，防震部件，擋泥板等零部件的制備。

基于上述目的，本發明的第一個方面，提供一種可膨脹石墨改性的聚酰胺彈性體材料，基于100份的總重量，包括：聚酰胺彈性體45～74份，可膨脹石墨阻燃劑15～40份，協效阻燃劑8～25份，偶聯劑0.3～3份，分散劑0.5～3份，抗氧劑0.1-2份，吸收劑0.1-2份。

優選地，所述可膨脹石墨改性的聚酰胺彈性體材料，基于100份的總重量，包括：聚酰胺彈性體50～70份，可膨脹石墨阻燃劑15～30份，協效阻燃劑10～20份，偶聯劑0.4～1份，分散劑0.6～1.5份，抗氧劑0.1-1份，吸收劑0.1-0.6份；更優選地，基于100份的總重量，包括：聚酰胺彈性體60～68份，可膨脹石墨阻燃劑20～25份，協效阻燃劑10～15份，偶聯劑0.4～0.8份，分散劑0.8～1.2份，抗氧劑0.3-0.8份，吸收劑0.2-0.5份。

在一些實施方式中，所述聚酰胺彈性體為選自長鏈或短鏈聚醚嵌段酰胺(PEBA)、聚醚酯酰胺(PEEA)、聚酯酰胺(PEA)和聚碳酸酯酰胺(PCEA)嵌段共聚物中的一種或多種；優選為短鏈聚醚嵌段聚酰胺彈性體；更優選為尼龍6型聚醚嵌段聚酰胺彈性體(即聚酰胺6型熱塑性彈性體，TPAE-6)。

本發明中，所述長鏈聚醚嵌段酰胺指硬段聚酰胺由長碳鏈的尼龍合成的聚醚嵌段酰胺，如尼龍10、尼龍1010、尼龍11，尼龍12等。所述短鏈聚醚嵌段酰胺指，相對長鏈尼龍來說，硬段聚酰胺由短碳鏈的尼龍合成的聚醚嵌段酰胺，如尼龍6等。