MCA阻燃尼龙66复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种MCA阻燃尼龙66复合材料及其制备方法，其以尼龙66为树脂基体，采用市场普通的MCA阻燃剂，结合C8‑C18长碳链一元饱和羧酸化合物和C8‑C18长碳链二元饱和羧酸化合物中的至少一种为阻燃稳定剂制来使复合材料达到稳定V0阻燃等级，其由PA66树脂68‑94重量份、MCA阻燃剂6‑30重量份、抗氧剂0.2‑0.4重量份、润滑剂0.2‑0.6重量份和阻燃稳定剂0.2‑1.0重量份通过进行熔融挤出、造粒制备而成，其采用普通MCA阻燃剂即可获得V0等级的阻燃PA66材料，且MCA阻燃剂含量可以低至6wt％，材料制备工艺简单、成本低，可用于电子电器、连接器领域，尤其是接线端子领域。 1

MCA flame retardant nylon 66 composite and its preparation method

The invention discloses a MCA flame retardant nylon 66 composite material and its preparation method. The composite material is made of nylon 66 as a resin matrix, a common MCA flame retardant in the market, and at least one of the C8 C18 long carbon chain unsaturated carboxylic acid compound and the C8 C18 long carbon chain two element saturated carboxylic acid compound to make the composite material to be made of the flame retardant stabilizer. To the stable V0 flame retardant grade, it is made up of PA66 resin 68, 94 weight, MCA flame retardant 6, 30 weight, antioxidant 0.2, 0.4 weight, lubricant 0.2 0.6 weight, and 0.2 1 weight of flame retardant stabilizer 1 by melt extrusion and granulation. The V0 grade flame retardant PA66 material can be obtained by using common MCA combustible agent. And the MCA flame retardant content can be low to 6wt%, the preparation process of the material is simple and the cost is low. It can be used in the field of electronic appliances and connectors, especially the connection terminals. One

【技术实现步骤摘要】
MCA阻燃尼龙66复合材料及其制备方法
本专利技术属于聚己二酰己二胺(PA66)改性
，特别涉及一种MCA阻燃尼龙66复合材料及其制备方法，可用于电子电器、连接器领域，尤其是接线端子领域。
技术介绍
聚酰胺树脂具有优良的机械性能、阻隔性能、耐热性、耐磨性、耐化学腐蚀等优异的综合性能，广泛应用于机械制造业、电动工具、电子电器及交通运输等领域。但由于PA66树脂只能达到V-2阻燃等级，而且燃烧过程中熔滴物易引起二次引燃烧，引发更大的火灾，从而导致其应用领域大大受限，尤其在工业/汽车电子电器领域，这些产品均是直接或间接接触用电环境，电路中漏电、短路、电弧等均容易引起火灾。因此，在实际应用中，很多PA66产品被要求进行阻燃改性，以达到UL规定的V-0防火等级要求。氮系阻燃剂MCA具有绿色环保、烟密度低、电性能优良、密度轻、易着色、性价比高等优点，被广泛用于尼龙66的阻燃改性中，其改性产品大量应用于连接器、低压电器、接触器、普通电器壳体等。MCA含氮量高，阻燃效率高，添加量只需要6wt.％就能使PA66体系达到V-0阻燃等级。但传统MCA阻燃PA66材料在燃烧试验中，熔滴含热量高，其在滴落过程中要么以带焰熔滴直接引燃脱脂棉，或者不带焰形式的熔滴以高热引燃脱脂棉，导致材料阻燃测试结果达不到UL标准中的V0级别，或者达不到稳定的V0阻燃等级，波动性特别大。国外专利JP2016155924(A)通过将不同粒径的MCA互配，再加上多元醇酯类的表面活性剂，可以体系达到稳定V0阻燃等级，但不同粒径MCA需要经过特殊合成工艺获得，可适用性受到一定限制。中国专利CN103408750A在聚酰胺单体聚合过程中加入三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)为阻燃剂，纳米SiO2和金属氧化物为协效阻燃剂，原位聚合制备阻燃聚酰胺，此方法虽然可以制备阻燃稳定及力学性能优异复合材料，但不适合大规模工业化生产。中国专利CN101679743A在聚酰胺为基体，三聚氰胺氰尿酸为阻燃剂，通过加入表面活性剂，即包含至少一种以上聚亚烷基多元醇脂肪酸酯，可获得V0阻燃等级的MCA阻燃聚酰胺复合材料，但此方法中MCA添加量非常高，会严重影响复会材料的力学性能，尤其是材料韧性。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种MCA阻燃尼龙66复合材料及其制备方法，该复合材料能够达到稳定的V0阻燃等级，且无论是阻燃剂来源还是该复合材料的制备方法，均较为简单，非常适合工业化生产。本专利技术的技术方案是：本专利技术公开了一种MCA阻燃尼龙66复合材料，该复合材料由下述按重量份计的各组分制备而成：PA66树脂68-94份、MCA阻燃剂6-30份、抗氧剂0.2-0.4份、润滑剂0.2-0.6份和阻燃稳定剂0.2-1.0份。其中，所述阻燃稳定剂为C8-C18长碳链一元饱和羧酸化合物和C8-C18长碳链二元饱和羧酸化合物中的至少一种，且所述阻燃稳定剂优选为壬二酸、癸二酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸、十五碳二元酸和十八烷酸中的至少一种。其中，所述PA66树脂端基含量满足公式：1.5<X<2.5，其中X＝PA66树脂中端羧基含量/端氨基含量，且所述PA66树脂的粘度为130-220ml/g，该粘度的测定方法为依据ISO307-2007标准测定。其中，所述MCA阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐，该MCA阻燃剂中残余三聚氰胺的含量小于0.04wt.％，残余氰尿酸的含量为0.01-0.2wt.％，该MCA阻燃剂的平均粒径D50为2.0-8.0μm，平均粒径是采用马尔文粒度测试仪测试所得，且该MCA阻燃剂的pH值为5.0-6.0，其pH值测定方法为采用滴定法测定。其中，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、胺类抗氧剂和磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。其中，所述润滑剂为硬脂酸酰胺类润滑剂、硬脂酸醇酯类润滑剂和硬脂酸盐类润滑剂中的至少一种。本专利技术还公开了一种上述MCA阻燃尼龙66复合材料的制备方法，该制备方法包括下述步骤：(1)称取65-93重量份PA66树脂、6-30重量份MCA阻燃剂、0.2-0.4重量份抗氧剂、0.2-0.6重量份润滑剂、0.2-1.0重量份阻燃稳定剂，并将上述各组分投入混合机中进行共混直至均匀，得到预混物；(2)将步骤(1)中所得预混物投入双螺杆挤出机中进行熔融混合，并挤出造粒，得到MCA阻燃PA66复合材料；其中所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为(40-48):1，螺筒温度为260-270℃，螺杆转速为300-450rpm。本专利技术的有益技术效果是：本专利技术所述MCA阻燃尼龙66复合材料以尼龙66为树脂基体，采用市场普通的MCA阻燃剂，结合C8-C18长碳链一元饱和羧酸化合物和C8-C18长碳链二元饱和羧酸化合物中的至少一种为阻燃稳定剂即可获得稳定V0等级的阻燃PA66产品，不需要对MCA阻燃剂的形态进行特殊控制，或对其进行特殊包覆等处理，通过添加低比例的MCA阻燃剂即可得到阻燃性能和力学性能良好的复合材料，不仅可以降低阻燃剂本身对材料的负面影响，如材料韧性降低、阻燃剂长期使用过程析出等问题，而且制备方法简单可行、成本低。具体实施方式为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，下面结合具体实施例和对比实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围，特别并不局限于下述具体实施例中所使用的各组分原料的型号。所使用的各组分原材料如下：PA66树脂：PA66EP-158，浙江华峰集团；MCA阻燃剂：MCA阻燃剂-1，寿光卫东化工有限公司；MCA阻燃剂-2，四川精细化工；抗氧剂：N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(IRGANOX1098)，巴斯夫；润滑剂：乙撑双硬脂酸酰胺，润滑剂-EBSHI-LUBE，韩国信元；阻燃稳定剂：壬二酸(CAS号:123-99-9)，市售；癸二酸(CAS号:111-20-6)，市售；十二碳二元酸(CAS号:693-23-2)，市售；十八烷酸(CAS号:57-11-4)，市售。按照表1中所述具体实施例1-9和表2中对比例A-D配方用量分别称取PA66树脂、MCA阻燃剂、抗氧剂、润滑剂及阻燃稳定剂，并将上述各组分投入混合机中进行混合直至均匀，得到预混物；然后将所得预混物投入双螺杆挤出机中进行熔融混合，并挤出造粒，得到阻燃PA66复合材料；其中双螺杆挤出机的螺杆长径比为(40-48):1，螺筒温度为260-270℃，螺杆转速为300-450rpm。表1具体实施例1-9各组分用量(单位：kg)表2对比例A-D各组分用量(单位：kg)对上述具体实施例1-9和对比例A-D中制备所得的MCA阻燃尼龙66复合材料进行阻燃性能测试，测试标准严格参照UL94规定，具体如下：按照“塑料材料的可燃性测试，UL94”的规程进行可燃性测试。基于燃烧速率、熄灭时间、抵抗滴落的能力、以及滴落物是否引燃脱脂棉，来得出阻燃等级。用于测试的样品：尺寸为125mm长度×13mm宽度×不大于13mm厚度的样条，本专利技术在进行测试的样品厚度选为0.8mm。根据该UL94规程，并基于针对五个样品获得的测试结果，可以将材料阻燃等级分类为(UL94-HB)：V0、V1、V2、5VA和/或5VB；但本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MCA阻燃尼龙66复合材料，其特征在于，由下述按重量份计的各组分制备而成：

【技术特征摘要】
1.一种MCA阻燃尼龙66复合材料，其特征在于，由下述按重量份计的各组分制备而成：PA66树脂68-94份、MCA阻燃剂6-30份、抗氧剂0.2-0.4份、润滑剂0.2-0.6份和阻燃稳定剂0.2-1.0份；其中，所述阻燃稳定剂为C8-C18长碳链一元饱和羧酸化合物和C8-C18长碳链二元饱和羧酸化合物中的至少一种。2.根据权利要求1所述的MCA阻燃尼龙66复合材料，其特征在于：所述阻燃稳定剂为壬二酸、癸二酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸、十五碳二元酸和十八烷酸中的至少一种。3.根据权利要求1所述的MCA阻燃尼龙66复合材料，其特征在于：所述PA66树脂端基含量满足公式：1.5<X<2.5，其中X＝PA66树脂中端羧基含量/端氨基含量，且所述PA66树脂的粘度为130-220ml/g。4.根据权利要求1所述的MCA阻燃尼龙66复合材料，其特征在于：所述MCA阻燃剂中残余三聚氰胺的含量小于0.04wt.％，残余氰尿酸的含量为0.01-0.2wt.％，该M...

【专利技术属性】
技术研发人员：易新，王丰，张永，周华龙，金雪峰，胡泽宇，丁超，蒋刚军，夏建盟，
申请(专利权)人：江苏金发科技新材料有限公司，上海金发科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32