一种制备无卤阻燃EVA/PA6聚合物合金的方法技术

本发明专利技术提供了一种制备无卤阻燃EVA/PA6聚合物合金的方法，该无卤阻燃EVA/PA6聚合物合金由以下质量份数的各组分组成：EVA50~70份、PA6 10~30份、膨胀阻燃剂10~30份；无卤阻燃EVA/PA6聚合物的制备方法，包括以下步骤：1）对EVA和PA6分别进行真空干燥，2）取步骤1）中干燥后的EVA和PA6放入高速搅拌机中均匀混合，然后再向高速搅拌机中加入膨胀阻燃剂10~30份进行均匀混合，得混合物料；3）将步骤2）中混合物料放入双螺杆挤出机中熔融共混，然后通过挤出机造粒，得无卤阻燃EVA/PA6聚合物，本发明专利技术采用熔融加工共混的方法，将聚磷酸铵与具有良好成炭能力的季戊四醇组成膨胀阻燃体系加入到EVA/PA6聚合物中，制备出一种具有良好阻燃性的EVA/PA6聚合物合金。

【技术实现步骤摘要】
一种制备无卤阻燃EVA/PA6聚合物合金的方法
本专利技术涉及制备无卤阻燃聚合物的
，尤其涉及一种制备无卤阻燃EVA/PA6聚合物合金的方法。
技术介绍
乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）是由乙烯和醋酸乙烯酯根据不同的比例共聚而成，EVA与聚乙烯相比，由于分子链上引入了极性侧基，提高了聚合物的支化度，从而降低了聚合物分子链的规整性，进而降低了聚合物的结晶度，这些结构的变化使得EVA具有良好的弹性、柔韧性、粘接性、低温韧性、耐应力开裂性、耐候性和耐化学药品性等，同时，也降低了EVA材料的拉伸强度、硬度、刚性等；且EVA便于加工成型，适于挤出、注射、热成型等多种加工方式，使其应用领域异常广泛，主要应用于电线电缆、泡沫塑料制品、密封件、医用导管、绝缘薄膜、粘合剂及其它树脂的改性剂等领域。虽然EVA韧性较好，但机械强度较低、不耐磨，这限制了其进一步的应用。利用现有的聚合物进行共混，可使不同聚合物的性能优势互补，使原聚合物获得性能改进，从而提高材料某一方面的性能。尼龙6（PA6）是一种性能优异的热塑性工程塑料,它具有优良的力学性能、较好的电性能以及耐磨、耐油、耐溶剂、自润滑、耐腐蚀和良好的加工性能等，因此在工业领域和日常生活中应用非常广泛,其应用领域从汽车、电子电器、机械、航空航天领域到日常生活用品如丝袜、衣着、地毯、渔网等。但存在干态和低温条件下的冲击性能较差、吸水性较大等缺点。将EVA与PA6熔融共混制备EVA/PA6合金，该合金即可保留EVA良好的韧性、耐候性、耐化学药品性等，又具有一定的力学强度和耐磨性，从而可扩大EVA材料的应用范围和应用领域。但是，EVA、PA6属于易燃高分子材料，随着国家对阻燃、环保、安全等方面的要求越来越高，EVA/PA6合金材料的阻燃改性就成为其广泛应用迫切需要解决的课题。通常可采用添加阻燃剂来对EVA/PA6合金进行阻燃改性。常见的添加型阻燃剂可分为卤系阻燃剂和无卤阻燃剂。卤系阻燃剂主要是在气相延缓或阻止聚合物的燃烧。卤系阻燃剂在受热时分解放出卤自由基，该自由基从聚合物基材中抽提氢原子，生成卤化氢分子而加入气相。在气相中，卤化氢干扰氢氧自由基链反应而实现阻燃防火作用；另一方面，聚合物热降解产物发生变化，易形成不饱和碳氢化合物，甚至炭化残渣，从而改善凝聚相的阻燃作用。卤系阻燃剂有良好的阻燃效果，作为商品己有多年的历史了，但其阻燃的同时，也带来了一些严重的问题，放出大量的有毒有害气体（如HC1，HBr等），卤化氢气体易吸收空气中的水分形成氢卤酸，具有很强的腐蚀作用，造成二次公害；产生大量的烟雾；对加工设备也有严重的腐蚀性。目前，随着人们环保意识的不断增强，降低阻燃材料燃烧时生烟量及有毒气体量已成为必然的要求。因此，卤系阻燃剂被无卤阻燃剂取代或代替已成为阻燃届的共识。在无卤阻燃剂中，常见的无机氢氧化物系列、磷系阻燃剂、膨胀型阻燃剂等。常见的无机氢氧化物系列阻燃剂有氢氧化铝、氢氧化镁，它们具有填充剂、阻燃剂和发烟抑制剂3重功能。其阻燃机理是金属氢氧化物受热分解生成氧化物和水，这是个强吸热反应，可对聚合物起到冷却的作用，同时反应产生的水蒸气可以稀释可燃气体，抑制燃烧的蔓延，且新生的耐火金属氧化物（MgO、Al2O3）具有较高的活性，它会催化聚合物的热氧交联反应，在聚合物表面形成一层碳化膜，碳化膜会减弱燃烧时的传热和传质效应，从而起到阻燃的作用。他们具有热稳定性好、不产生有毒有害气体、价格低廉等优点，但存在阻燃效率低、与基体树脂相容分相差等缺点，一般阻燃剂添加量达到50~60%才具有较好阻燃效果，对聚合物材料力学性能等性能影响较多。红磷是常用的无机磷阻燃剂。由于其有效磷含量较高，在燃烧时比其它含磷化合物产生更多的磷酸，因此达到相同阻燃等级时，红磷的添加量比其它阻燃剂更低，但是红磷的主要缺点是其本身的红色，易燃以及与水反应生产具有毒性的磷化氢气体。膨胀阻燃剂是一种新发展起来的环保、高效阻燃剂。常见的有可膨胀石墨和氮-磷型膨胀阻燃剂。可膨胀石墨是物理膨胀型阻燃剂，石墨在膨胀过程中吸收大量的热，大幅度降低了体系的温度，复合材料在燃烧过程中，形成不规则石墨状炭层屏障，减少了基材和气相之间热和物质的传递，从而阻止了深层的物质进一步受到破坏。膨胀石墨具有无毒、低烟、低燃烧速率和热释放速率等特点，是一种环境友好型阻燃剂。但是，其阻燃效率也不高，很少单独使用，一般要和其他阻燃剂复配使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种制备无卤阻燃EVA/PA6聚合物合金的方法，本专利技术采用熔融加工共混的方法，将聚磷酸铵与具有良好成炭能力的季戊四醇组成膨胀阻燃体系加入到EVA/PA6聚合物中，制备出一种新的具有良好阻燃性的EVA/PA6聚合物。本专利技术为解决上述技术问题采用的技术方案是：一种制备无卤阻燃EVA/PA6聚合物合金的方法，该无卤阻燃EVA/PA6聚合物合金由以下质量份数的各组分组成：EVA50~70份、PA610~30份、膨胀阻燃剂10~30份；所述无卤阻燃EVA/PA6聚合物合金的制备方法，包括以下步骤：1）取EVA50~70份放置在真空干燥箱中进行真空干燥，干燥时间为12~36h，干燥温度为40~60℃，得干燥后的EVA，取PA610~30份放置在真空干燥箱中进行真空干燥，干燥时间为12~36h，干燥温度为45~80℃，得干燥后的PA6；2）取步骤1）中干燥后的EVA50~70份和PA610~30份放入高速搅拌机中均匀混合，搅拌速度为800～1000rpm，搅拌时间为5～10min，然后再向高速搅拌机中加入膨胀阻燃剂10~30份进行均匀混合，搅拌速度为800～1000rpm，搅拌时间为10～15min，得混合物料；3）将步骤2）中混合物料放入双螺杆挤出机中熔融共混，然后通过挤出机造粒，得无卤阻燃EVA/PA6聚合物合金。进一步的，所述膨胀阻燃剂由以下质量份数的各组分组成：多聚磷酸盐70~85份、多元醇15~30份，该膨胀阻燃剂的制备方法包括以下步骤：A、取聚磷酸盐70~85份、多元醇15~30份放置在真空干燥箱中进行真空干燥，干燥时间为12~36h，干燥温度为40~50℃，得干燥后的混合物；B、将步骤A中得到的混合物放入高速搅拌机中进行均匀混合，搅拌速度为900～1000rpm，搅拌时间为5～10min，得膨胀阻燃剂。进一步的，所述多聚磷酸盐为聚磷酸铵，所述多元醇为单季戊四醇或多季戊四醇。进一步的，步骤3）中共混温度为220~240℃，共混时间为20~30min。进一步的，步骤3）中挤出机类型是同向双螺杆挤出机。进一步的，所述的双螺杆挤出机的喂料速度为3~6r/min，主机转速为150~500r/min。本专利技术的有益效果主要表现如下：聚磷酸铵（APP）是应用较广泛的无机磷酸盐阻燃剂，其具有含磷量高、含氮量高、阻燃效果好、热稳定好、抑烟、低毒等优点而受到阻燃领域的高度关注。但是其单独用作阻燃剂时，存在着添加量较大，在提高高分子材料阻燃性的同时，往往应影响其其他性能，因此，进一步提高APP的阻燃效率就成为阻燃领域的关注热点。聚磷酸铵（APP）、季戊四醇（PER）属于极性较强的物质，尼龙6（PA6）由于分子结构中含有大量的酰胺基团（-CONH-）以及氨基、羧基，所以属于强极性高分子材料，而EVA分子结构中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备无卤阻燃EVA/PA6聚合物合金的方法，其特征在于：该无卤阻燃EVA/PA6聚合物合金由以下质量份数的各组分组成：EVA50~70份、PA6 10~30份、膨胀阻燃剂10~30份；所述无卤阻燃EVA/PA6聚合物合金的制备方法，包括以下步骤：1）取EVA 50~70份放置在真空干燥箱中进行真空干燥，干燥时间为12~36h，干燥温度为40~60℃，得干燥后的EVA，取PA6 10~30份放置在真空干燥箱中进行真空干燥，干燥时间为12~36h，干燥温度为45~80℃，得干燥后的PA6；2）取步骤1）中干燥后的EVA 50~70份和PA6 10~30份放入高速搅拌机中均匀混合，搅拌速度为800～1000rpm，搅拌时间为5～10min，然后再向高速搅拌机中加入膨胀阻燃剂10~30份进行均匀混合，搅拌速度为800～1000rpm，搅拌时间为10～15min，得混合物料；3）将步骤2）中混合物料放入双螺杆挤出机中熔融共混，然后通过挤出机造粒，得无卤阻燃EVA/PA6聚合物合金。

【技术特征摘要】
1.一种制备无卤阻燃EVA/PA6聚合物合金的方法，其特征在于：该无卤阻燃EVA/PA6聚合物合金由以下质量份数的各组分组成：EVA50~70份、PA610~30份、膨胀阻燃剂10~30份；所述无卤阻燃EVA/PA6聚合物合金的制备方法，包括以下步骤：1）取EVA50~70份放置在真空干燥箱中进行真空干燥，干燥时间为12~36h，干燥温度为40~60℃，得干燥后的EVA，取PA610~30份放置在真空干燥箱中进行真空干燥，干燥时间为12~36h，干燥温度为45~80℃，得干燥后的PA6；2）取步骤1）中干燥后的EVA50~70份和PA610~30份放入高速搅拌机中均匀混合，搅拌速度为800～1000rpm，搅拌时间为5～10min，然后再向高速搅拌机中加入膨胀阻燃剂10~30份进行均匀混合，搅拌速度为800～1000rpm，搅拌时间为10～15min，得混合物料；3）将步骤2）中混合物料放入双螺杆挤出机中熔融共混，然后通过挤出机造粒，得无卤阻燃EVA/PA6聚合物合金。2.根据权利要求1所述的一种制备无卤阻燃EVA/PA6聚合物合金的方法，其特征在于：所述膨胀...

【专利技术属性】
技术研发人员：高喜平，陆昶，姚大虎，余志强，赫玉欣，张玉清，郭小熙，齐晨晨，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：河南,41