一种N‑P协效阻燃尼龙66及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种N‑P协效阻燃尼龙66及其制备方法，其特征是：9,10‑二氢‑9‑氧杂‑10‑磷杂菲‑10‑氧化物的衍生物与二元胺反应制得含有P的阻燃剂A，二元酸三聚氰胺盐和三聚氰酸二元胺盐等摩尔质量混合制得含有N的阻燃剂B，将阻燃剂A、阻燃剂B与尼龙66盐反应，阻燃剂A与尼龙66共聚，阻燃剂B与尼龙66原位聚合，制得N‑P协效阻燃尼龙66；该N‑P协效阻燃尼龙66的熔点范围为255～265℃，相对粘度范围为2.0～3.0，阻燃等级为V0，拉伸强度70.0～82.0MPa、缺口冲击强度3.5～5.0KJ/m

A N P synergistic flame retardant nylon 66 and preparation method thereof

The invention discloses a N P synergistic flame retardant nylon 66 and preparation method thereof, which is characterized in that the flame retardant A 9,10 two 9 hydrogen oxa phosphaphenanthrene 10 10 oxide derivatives with two amine was prepared with P, flame retardant B dicarboxylic acid melamine salt two yuan and cyanuric acid amine molar mass mixing with N, the flame retardant A, flame retardant B and nylon 66 salt reaction, flame retardant A and nylon 66 polymerization, polymerization of flame retardant B and nylon 66 in situ prepared N P synergistic flame retardant nylon 66; the N P synergy flame retardant nylon 66 melting point range is 255 to 265 DEG C, relative viscosity range is 2 ~ 3, flame retardant grade V0, tensile strength of 70 ~ 82.0MPa, the notched impact strength of 3.5 ~ 5.0KJ/m

【技术实现步骤摘要】
一种N-P协效阻燃尼龙66及其制备方法
本专利技术属于有机高分子化合物聚酰胺及其制备，涉及一种N-P协效阻燃尼龙66及其制备方法。本专利技术N-P协效阻燃尼龙66特别适用于纺丝和用作工程塑料。
技术介绍
目前，尼龙的阻燃是通过两种途径实现：(l)通过机械共混使用添加型阻燃剂，将其加入到尼龙中实现阻燃功能。(2)使用反应型阻燃剂，通过化学合成接枝到尼龙大分子链中，接枝方式也可分为接到尼龙的主链或侧链上去，均可使尼龙材料本身具有阻燃成分与相应的阻燃功能，可达到一定的永久阻燃效果。采用此法，其制备阻燃尼龙纤维、阻燃尼龙塑料，都比添加型的阻燃尼龙具有更好的阻燃效果，还可较小地影响本体材料原有的机械力学性能。中国专利(公开号CN104211954A和CN105153415A)采用了反应型的阻燃剂DOPO(9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物)衍生物与尼龙66单体共聚而得到阻燃尼龙66聚合物，将阻燃剂分子引入聚合物分子链中，使得聚合物的阻燃性能长久保持，但是，在专利技术中使用的P系阻燃剂会使得阻燃尼龙抗熔滴效果更差和烟密度较高。中国专利(公开号CN103387666A)采用了三聚氰胺和三聚氰酸原位聚合制备阻燃尼龙，该专利技术使得三聚氰胺氰尿酸能够均匀的分散在尼龙树脂中，并且部分与尼龙树脂用共价键链接。从而得到了阻燃持久性较好的尼龙树脂，但是该专利技术使用的N系阻燃剂需要添加量较大，也使得树脂本身的力学性能受到了影响。所以现有技术的阻燃尼龙66的力学性能仅为：拉伸强度55～65MPa、缺口冲击强度2.8～3.4KJ/m2、弯曲强度95～105MPa，性能较差。本专利技术将含N阻燃剂和含P阻燃剂与尼龙66盐一起聚合制备同时具有优良阻燃和力学性能的N-P协效阻燃尼龙66，目前该方法目前尚未见任何相关文献的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在克服上述现有技术中的不足，提供一种N-P协效阻燃尼龙66及其制备方法。本专利技术将含N(氮)阻燃剂单体和含P(磷)阻燃单体与尼龙66盐共聚合，制得一种新型的共聚尼龙材料——N-P协效阻燃尼龙66，该新型的N-P协效阻燃尼龙66在基本不改变原纯尼龙66树脂本身优良力学性能的前提下，将N和P阻燃单体接入尼龙66树脂大分子链中，使得其具有阻燃性能的同时也保持了尼龙树脂本身的优良性能，更利于其在纤维领域的应用。本专利技术的内容是：一种N-P协效阻燃尼龙66，其特征是：先合成9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(简称DOPO)的衍生物与二元胺反应的产物—含有P(磷)的阻燃剂A，再合成三聚氰胺与二元酸反应的产物二元酸三聚氰胺盐和三聚氰酸与二元胺反应的产物三聚氰酸二元胺盐，且二元酸三聚氰胺盐和三聚氰酸二元胺盐的等摩尔质量混合物为含有N(氮)的阻燃剂B，再将阻燃剂A、阻燃剂B与尼龙66盐一同加入反应器，阻燃剂A与尼龙66进行共聚，阻燃剂B与尼龙66进行原位聚合，制得所述N-P协效阻燃尼龙66；所述N-P协效阻燃尼龙66的外观呈乳白色玻璃状固体，熔点范围为255～265℃，相对粘度范围为2.0～3.0，阻燃等级为V0，拉伸强度70.0～82.0MPa、缺口冲击强度3.5～5.0KJ/m2、弯曲强度100～120MPa，烟密度为10％～15％；所述N-P协效阻燃尼龙66大分子的主体基本结构中至少包括以下几种链段：U链段(尼龙66链段)为式中m＝50～300整数；W链段为式中n＝1～15整数，式中R可为饱和C1～C3的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基，R1可为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；X链段为式中：n1＝0～20整数，R2＝可为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；Y链段(三聚氰胺三聚氰酸盐)为Z链段为：式中：R2＝可为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；所述9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物的化学结构式为所述9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物衍生物的化学结构通式为式中：R可为饱和C1～C3的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；所述阻燃剂A为式中：R可为饱和C1～C3的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；R1可为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；所述三聚氰胺的化学结构式为所述三聚氰酸的化学结构式为所述二元胺的化学结构通式为H2N-R1-NH2，式中R1可为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；所述二元酸的化学结构通式为HOOC-R2-COOH，式中R2可为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；所述二元酸三聚氰胺盐的化学结构式为式中：R2可为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；所述三聚氰酸二元胺盐的结构式为式中：R1可为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；所述阻燃剂B为二元酸三聚氰胺盐和三聚氰酸二元胺盐的等摩尔质量混合物。本专利技术的另一内容是：一种N-P协效阻燃尼龙66及其制备方法，其特征制成是步骤如下：a、制备阻燃剂A：在反应器①中，加入10摩尔9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物的衍生物、5L蒸馏水，加热到80℃，在(强力)搅拌下使9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物衍生物均匀分散在蒸馏水中后，降温至50℃(左右)，再加入10摩尔二元胺，搅拌混合，(使其反应完全)，再降温至室温并静置10小时使固体物析出，抽滤，固体物用蒸馏水洗涤后，固体物即制得的阻燃剂A；所述9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物衍生物的化学结构通式为：式中：R可为饱和C1～C3的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；所述二元胺的化学结构通式为H2N-R1-NH2，式中R1可为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；所述阻燃剂A为式中：R可为饱和C1～C3的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；R1可为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；b、制备阻燃剂B：将二元酸三聚氰胺盐和三聚氰酸二元胺盐按照等摩尔质量混合，即制得阻燃剂B；所述二元酸三聚氰胺盐的制备方法是：在反应器②中，将等摩尔三聚氰胺和二元酸分散在去离子水中，三聚氰胺与去离子水的质量比例范围可以是1：4～8，搅拌均匀后，在80～90℃下反应2～3小时，抽滤，固体物即制得的二元酸三聚氰胺盐；所述三聚氰胺的化学结构式为所述二元酸的化学结构通式为HOOC-R2-COOH，式中：R2可为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；所述二元酸三聚氰胺盐的化学结构式为式中：R2可为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；所述三聚氰酸二元胺盐的制备方法是：在反应器③中，将等摩尔三聚氰酸和二元胺分散在去离子水中，三聚氰酸与去离子水的质量比例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种N‑P协效阻燃尼龙66，其特征是：先合成9,10‑二氢‑9‑氧杂‑10‑磷杂菲‑10‑氧化物的衍生物与二元胺反应的产物—含有P的阻燃剂A，再合成三聚氰胺与二元酸反应的产物二元酸三聚氰胺盐和三聚氰酸与二元胺反应的产物三聚氰酸二元胺盐，且二元酸三聚氰胺盐和三聚氰酸二元胺盐的等摩尔质量混合物为含有N的阻燃剂B，再将阻燃剂A、阻燃剂B与尼龙66盐一同加入反应器，阻燃剂A与尼龙66进行共聚，阻燃剂B与尼龙66进行原位聚合，制得所述N‑P协效阻燃尼龙66；所述N‑P协效阻燃尼龙66的外观呈乳白色玻璃状固体，熔点范围为255～265℃，相对粘度范围为2.0～3.0，阻燃等级为V0，拉伸强度70.0～82.0MPa、缺口冲击强度3.5～5.0KJ/m

【技术特征摘要】
1.一种N-P协效阻燃尼龙66，其特征是：先合成9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物的衍生物与二元胺反应的产物—含有P的阻燃剂A，再合成三聚氰胺与二元酸反应的产物二元酸三聚氰胺盐和三聚氰酸与二元胺反应的产物三聚氰酸二元胺盐，且二元酸三聚氰胺盐和三聚氰酸二元胺盐的等摩尔质量混合物为含有N的阻燃剂B，再将阻燃剂A、阻燃剂B与尼龙66盐一同加入反应器，阻燃剂A与尼龙66进行共聚，阻燃剂B与尼龙66进行原位聚合，制得所述N-P协效阻燃尼龙66；所述N-P协效阻燃尼龙66的外观呈乳白色玻璃状固体，熔点范围为255～265℃，相对粘度范围为2.0～3.0，阻燃等级为V0，拉伸强度70.0～82.0MPa、缺口冲击强度3.5～5.0KJ/m2、弯曲强度100～120MPa，烟密度为10％～15％；所述N-P协效阻燃尼龙66大分子的主体基本结构中至少包括以下几种链段：U链段(尼龙66链段)为式中m＝50～300整数；W链段为式中n＝1～15整数，式中R为饱和C1～C3的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基，R1为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；X链段为式中：n1＝0～20整数，R2＝为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；Y链段(三聚氰胺三聚氰酸盐)为Z链段为：式中：R2＝为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；所述9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物衍生物的化学结构通式为式中：R为饱和C1～C3的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；所述阻燃剂A为式中：R为饱和C1～C3的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；R1为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；所述二元胺的化学结构通式为H2N-R1-NH2，式中R1为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；所述二元酸的化学结构通式为HOOC-R2-COOH，式中R2为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；所述二元酸三聚氰胺盐的化学结构式为式中：R2为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；所述三聚氰酸二元胺盐的结构式为式中：R1为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；所述阻燃剂B为二元酸三聚氰胺盐和三聚氰酸二元胺盐的等摩尔质量混合物。2.一种N-P协效阻燃尼龙66及其制备方法，其特征是步骤如下：a、制备阻燃剂A：在反应器①中，加入10摩尔9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物的衍生物、5L蒸馏水，加热到80℃，在搅拌下使9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物衍生物均匀分散在蒸馏水中后，降温至50℃，再加入10摩尔二元胺，搅拌混合，再降温至室温并静置10小时使固体物析出，抽滤，固体物用蒸馏水洗涤后，固体物即制得的阻燃剂A；所述9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物衍生物的化学结构通式为：式中：R为饱和C1～C3的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；所述二元胺的化学结构通式为H2N-R1-NH2，式中R1为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；所述阻燃剂A为式中：R为饱和C1～C3的直链烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁港，贾锐，李静维，李建学，黄杰，
申请(专利权)人：四川东材科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51