一种尼龙复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种尼龙复合材料，其包括具有如下质量份数的各组分：尼龙，60～90份；阻燃增韧剂，5～30份；辅助阻燃剂，0～30份；辅助增韧剂，0～30份；抗氧剂，0.1～0.6份，其中所述阻燃增韧剂的化学结构式如下：

【技术实现步骤摘要】
一种尼龙复合材料及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料
，尤其涉及一种尼龙复合材料及其制备方法。
技术介绍
尼龙因具有较好的物理性能和机械性能被广泛应用于汽车及电子电器设备中。由于这些部件对材料阻燃性能的要求较高，因此尼龙应用时需具有高的阻燃性。现有的尼龙在应用时，通常通过加入阻燃剂获得阻燃性。阻燃剂包括卤系阻燃剂、无机阻燃剂和磷系阻燃剂。卤系阻燃剂虽然阻燃效率高，但燃烧过程产生大量的烟雾，造成二次污染。无机阻燃剂不挥发、无毒、腐蚀小、不产生二次污染，但阻燃效率较差，需要较大的填充量，会严重损害聚合物基体的物理机械性能和加工性能。而大多数磷系阻燃剂虽具有较高的阻燃效率，但与基体的相容性较差，阻燃剂的加入通常造成基体的脆性增加、韧性下降。因此，通常需要加入增韧剂来提高尼龙阻燃复合材料的韧性。然而，增韧剂通常本身易燃，由于增韧剂的加入需要更多的阻燃剂才能获得阻燃尼龙复合材料。因此，如何既满足阻燃同时兼顾材料的韧性是尼龙作为工程塑料在汽车及电子电器等领域中应用的关键。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种尼龙复合材料及其制备方法，该尼龙复合材料具有良好的阻燃性和韧性。本专利技术提供一种尼龙复合材料，其包括具有如下质量份数的各组分：尼龙，60～90份；阻燃增韧剂，5～30份；辅助阻燃剂，0～30份；辅助增韧剂，0～30份；抗氧剂，0.1～0.6份，其中所述阻燃增韧剂的化学结构式如下：其中R为n＝600～7000；x/n＝0.01～0.85；y/n＝0.05～0.30。其中，所述阻燃增韧剂中DOPO基与碳碳双键的摩尔比为5:95～30:70。其中，所述尼龙为尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙1010、尼龙1212中的至少一种。其中，所述辅助阻燃剂为溴系阻燃剂、磷系阻燃剂、磷氮复配膨胀型阻燃剂、无机阻燃剂中的至少一种。其中，所述辅助增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚烯烃热塑性弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙丙橡胶、马来酸酐接枝乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、热塑性聚氨酯、聚丁二烯中的至少一种。其中，所述抗氧剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂168、抗氧化剂1098中的至少一种。其中，所述尼龙复合材料包括具有如下质量份数的各组分：尼龙，70～85份；阻燃增韧剂，10～20份；辅助阻燃剂，0～30份；辅助增韧剂，0～20份；抗氧剂，0.1～0.6份。本专利技术还提供一种尼龙复合材料的制备方法，其包括以下步骤：(1)将尼龙、阻燃增韧剂、辅助阻燃剂、辅助增韧剂及抗氧剂混合，得到一混合物；(2)将上述混合物加入挤出机中，通过剪切作用使混合物中的各组分熔融混合，最后经挤出机的机头挤出、造粒，得到尼龙复合材料。其中，在步骤(1)之前，将尼龙于100℃～130℃下干燥5小时～10小时，将阻燃增韧剂、辅助阻燃剂、辅助增韧剂及抗氧剂于50℃～70℃下干燥5小时～8小时。其中，在步骤(2)中所述挤出机的转速为30转/分钟～150转/分钟，挤出机的螺杆各阶温度为220℃～280℃。聚丁二烯(PB)是一种常用的增韧剂，其本身易燃。9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)是一种重要的有机磷阻燃剂中间体，其分子中含有活泼的P-H键。本专利技术先通过将反应型阻燃剂DOPO引入到环氧化聚丁二烯高分子链中，得到了兼具阻燃性及增韧效果的阻燃增韧剂DOPOEPB，然后通过在尼龙材料中加入阻燃增韧剂DOPOEPB而使得到的尼龙复合材料兼具良好的阻燃性以及韧性。具体的，通过将聚丁二烯环氧化，得到环氧化聚丁二烯。将环氧化聚丁二烯与DOPO混合后，由于环氧化聚丁二烯中的环氧基具有较高的反应活性，其易于与DOPO中的P-H键反应，因此可得到DOPO改性的环氧化聚丁二烯(DOPOEPB)。同时，DOPO作为环氧化聚丁二烯高分子链的侧基，克服了DOPO因含活泼的P-H键其本身分解温度较低的缺点，所得到的阻燃增韧剂DOPOEPB具有较好的热稳定性，易满足材料的加工温度要求。因此加入了DOPOEPB的尼龙复合材料具有优越的阻燃兼冲击韧性，可满足其在汽车及电子电器等领域中的应用。同时，DOPOEPB也可以与其它辅助阻燃剂和辅助增韧剂复配使用，对尼龙进行阻燃和增韧改性。另外，所述制备方法中通过混合和挤出工艺，可使所述DOPOEPB均匀分布于基体尼龙中，而使得到的尼龙复合材料具有良好的阻燃效果和韧性。附图说明图1为本专利技术实施例1中环氧化聚丁二烯EPB的1H-NMR谱图。图2为本专利技术实施例1阻燃增韧剂DOPOEPB的1H-NMR谱图。如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术提供的尼龙复合材料及其制备方法作进一步说明。本专利技术提供一种尼龙复合材料。尼龙复合材料包括具有如下质量份数的各组分：尼龙，60～90份；阻燃增韧剂，5～30份；辅助阻燃剂，0～30份；辅助增韧剂，0～30份；抗氧剂，0.1～0.6份。所述阻燃增韧剂的化学结构式如下：其中R为n＝600～7000；x/n＝0.01～0.85；y/n＝0.05～0.30。所述阻燃增韧剂由环氧化聚丁二烯与DOPO反应制备而成。所述阻燃增韧剂中DOPO基与碳碳双键的摩尔比为5:95～30:70。这是因为所述阻燃增韧剂DOPOEPB包含不同比例的DOPO基和碳碳双键，其中碳碳双键的存在赋予分子链柔韧性，但碳碳双键含量过大会导致复合材料阻燃性能下降；DOPO基赋予阻燃性能，但DOPO过量加入会导致复合材料韧性下降。具体的，当DOPOEPB中DOPO基的含量偏小时，DOPOEPB具有较好的韧性而阻燃性能偏差；但当DOPOEPB中DOPO基的含量过大时，DOPO基会增大分子链的刚性，使得DOPOEPB具有较好的阻燃性能而韧性偏差。因此，当DOPO基和碳碳双键的摩尔比为5:95～30:70时，DOPOEPB同时具有较好的阻燃性和韧性，可同时改善材料的阻燃性能和韧性。优选的，所述阻燃增韧剂中DOPO基与碳碳双键的摩尔比为8:92～25:75。另外，DOPOEPB也可以复配其它所述的辅助阻燃剂和辅助增韧剂，对材料进行阻燃和增韧改性。所述辅助阻燃剂可根据具体情况加入，也可不加入。所述辅助阻燃剂为溴系阻燃剂、磷系阻燃剂、磷氮复配膨胀型阻燃剂、无机阻燃剂中的至少一种。所述辅助增韧剂可根据具体情况加入，也可不加入。所述辅助增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚烯烃热塑性弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙丙橡胶、马来酸酐接枝乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、热塑性聚氨酯、聚丁二烯中的至少一种。所述抗氧剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂168、抗氧化剂1098中的至少一种。由于通常辅助阻燃剂含量较大时，复合材料的韧性下降，而辅助增韧剂的含量较大时，复合材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种尼龙复合材料，其特征在于，其包括具有如下质量份数的各组分：尼龙，60～90份；阻燃增韧剂，5～30份；辅助阻燃剂，0～30份；辅助增韧剂，0～30份；抗氧剂，0.1～0.6份，其中所述阻燃增韧剂的化学结构式如下：

【技术特征摘要】
1.一种尼龙复合材料，其特征在于，其包括具有如下质量份数的各组分：尼龙，60～90份；阻燃增韧剂，5～30份；辅助阻燃剂，0～30份；辅助增韧剂，0～30份；抗氧剂，0.1～0.6份，其中所述阻燃增韧剂的化学结构式如下：其中R为n＝600～7000；x/n＝0.01～0.85；y/n＝0.05～0.30。2.根据权利要求1所述的尼龙复合材料，其特征在于，所述阻燃增韧剂中DOPO基与碳碳双键的摩尔比为5:95～30:70。3.根据权利要求1所述的尼龙复合材料，其特征在于，所述尼龙为尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙1010、尼龙1212中的至少一种。4.根据权利要求1所述的尼龙复合材料，其特征在于，所述辅助阻燃剂为溴系阻燃剂、磷系阻燃剂、磷氮复配膨胀型阻燃剂、无机阻燃剂中的至少一种。5.根据权利要求1所述的尼龙复合材料，其特征在于，所述辅助增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚烯烃热塑性弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、马来酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙丙橡胶、马来酸酐接枝乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、马来酸酐接枝三元乙丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞永艳，郑文革，黄朋科，张利华，刘伟，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江,33