一种掺杂OMMT的复合型EVA/PA6合金阻燃材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种掺杂OMMT的复合型EVA/PA6合金阻燃材料及其制备方法，掺杂OMMT的复合型EVA/PA6合金阻燃材料主要包括乙烯‑醋酸乙烯酯、尼龙、膨胀阻燃剂、纳米有机蒙脱土，本发明专利技术将纳米有机蒙脱土进行改性，将改性后的纳米有机蒙脱土与EVA、PA6、膨胀阻燃剂预先混合均匀后，熔融共混造粒制得，本发明专利技术通过将改性后的纳米有机蒙脱土添加到聚合物中，改性后的纳米有机蒙脱土与膨胀阻燃剂起到协同增效阻燃的效果，燃烧无烟滴，使烟释放量大大减少。

【技术实现步骤摘要】
一种掺杂OMMT的复合型EVA/PA6合金阻燃材料及其制备方法
本专利技术涉及阻燃材料
，具体的说是一种掺杂OMMT的复合型EVA/PA6合金阻燃材料及其制备方法。
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，虽然EVA韧性较好，同时也降低了EVA材料的拉伸强度、硬度、刚性等，导致其机械强度较低、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，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，卤系阻燃剂有良好的阻燃效果，但其阻燃的同时，会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，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，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，往往影响其其他性能，且氮系阻燃剂没有促进成炭的作用，单独用做阻燃剂时时阻燃效果不太理想，因此，常与聚磷酸铵、季戊四醇等阻燃剂或成炭剂复配使用，实现阻燃效果的进一步提升；纳米蒙脱土是一种纳米级无机填料，将纳米蒙脱土添加到聚合中可制备蒙脱土纳米复合材料，该复合材料具有较好的热力学稳定性，其中纳米分散的蒙脱土具有优良的气体阻隔效应和阻燃效应。同时，蒙脱土可与膨胀阻燃剂起到协同增效阻燃的效果。然而，纳米有机蒙脱土为粉料，将粉料的纳米有机蒙脱土与其他粒料混在一起喂入双螺杆共混造粒时，由于粒料和粉料的下料速度不一致，会导致一段粒料较多，某一段粉料较多，会导致有偏差。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种掺杂OMMT的复合型EVA/PA6合金阻燃材料及其制备方法，采用纳米有机蒙脱土与膨胀阻燃剂协同阻燃，制备了一种具有良好阻燃效果的EVA/PA6聚合物合金。本专利技术通过以下技术方案来实现：一种掺杂OMMT的复合型EVA/PA6合金阻燃材料，包括以下重量份数的组分：乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)40～50份、尼龙6(PA6)15～18份、膨胀阻燃剂15～20份、纳米有机蒙脱土(OMMT)1～3份。进一步的，所述膨胀阻燃剂包括以下重量份数的组分：多聚磷酸盐12～16份，多元醇3～4份。进一步的，所述多聚磷酸盐为聚磷酸铵(APP)，所述多元醇为单季戊四醇或多季戊四醇。进一步的，所述纳米有机蒙脱土(OMMT)为改性纳米有机蒙脱土，改性纳米有机蒙脱土的制备方法包括以下步骤：a、将纳米有机蒙脱土浸泡至处理液中，在50～60℃水浴加热条件下浸泡2～4h后，取出浸泡过处理液的纳米有机蒙脱土，用清水超声清洗，干燥；b、将干燥后的纳米有机蒙脱土冷压成型25～30min后，将其粉碎至颗粒状，制得最终的改性纳米有机蒙脱土。进一步的，在步骤a中所述预处理液包括以下重量份数的组分：水30～40份、植物提取液4～8份、氨基硅油5～10份。进一步的，所述植物提取液的制备方法为：包括以下步骤：(1)将银杏叶切成片状，将其捣碎，在70～90℃水浴加热条件下搅拌20～30min，然后冷却至常温；(2)向步骤(1)中煮好的银杏叶水溶液中加入纤维素酶，超声处理5～10min后回流、冷却，即得所需植物提取液。一种掺杂OMMT的复合型EVA/PA6合金阻燃材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、将乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)和尼龙6(PA6)分别经过真空干燥，真空干燥的温度分别为40～60℃、45～80℃；步骤二、按重量份数称取步骤一中干燥后的乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)和尼龙6(PA6)以及膨胀阻燃剂和改性纳米有机蒙脱土，将其预先混合均匀，得到混合物料；步骤三、将步骤二得到的混合物料熔融共混后水冷，造粒，干燥后放入注塑机成型，得到掺杂OMMT的复合型EVA/PA6合金阻燃材料。进一步的，步骤三采用的是双螺杆挤出机熔融共混法。进一步的，所述的挤出机类型是同向双螺杆挤出机，加工温度为220～240度。进一步的，所述的双螺杆挤出机的喂料速度3～6r/min，主机转速为150～500r/min。本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术将纳米有机蒙脱土添加到聚合物中，纳米有机蒙脱土与膨胀阻燃剂起到协同增效阻燃的效果，燃烧无烟滴，烟释放量大大减少；(2)本专利技术的纳米有机蒙脱土为改性纳米有机蒙脱土，纳米有机蒙脱土经含有氨基硅油的处理液浸泡过，进入蒙脱土层间使层间距增大，削弱了层间的作用力，有利于差层反应的进行；(3)本专利技术处理液中还含有植物提取液，能够使得处理液环境温和，同时植物提取液可以向纳米有机蒙脱土内部进行渗透，形成均匀的阻燃覆盖层，使得材料在燃烧或者受强热时，可以在材料表面形成保护层，提高了材料的阻燃性，延缓材料热分解产生的挥发性产物的溢出；(4)本专利技术将浸泡过处理液的纳米有机蒙脱土干燥后冷压成型，将冷压成型的纳米有机蒙脱土粉碎至颗粒状，制得最终的颗粒状的改性纳米有机蒙脱土，使得其与其他粒料混在一起喂入双螺杆共混造粒时下料速度一致，有利于掺杂OMMT的复合型EVA/PA6合金阻燃材料的制得；(5)本专利技术的聚磷酸铵(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分子结构中含有大量的乙烯基(-CH2-CH2-)，所以极性较弱，根据极性“相似相容”理论，当PA6、EVA、聚磷酸铵(APP)、季戊四醇一起混合时，APP、季戊四醇分布于极性较强的PA6中。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明：实施例1：一种掺杂OMMT的复合型EVA/PA6合金阻燃材料，包括以下重量份数的组分：乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)40份、尼龙6(PA6)15份、膨胀阻燃剂20份、纳米有机蒙脱土(OMMT)1份。其中，所述膨胀阻燃剂包括以下重量份数的组分：聚磷酸铵(APP)12份，季戊四醇3份，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分子结构中含有大量的乙烯基(-CH2-CH2-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种掺杂OMMT 的复合型EVA/PA6合金阻燃材料，其特征在于：包括以下重量份数的组分：乙烯‑醋酸乙烯酯（EVA）40~50份、尼龙6（PA6）15~18份、膨胀阻燃剂15~20份、纳米有机蒙脱土(OMMT) 1~3份。

【技术特征摘要】
1.一种掺杂OMMT的复合型EVA/PA6合金阻燃材料，其特征在于：包括以下重量份数的组分：乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）40~50份、尼龙6（PA6）15~18份、膨胀阻燃剂15~20份、纳米有机蒙脱土(OMMT)1~3份。2.根据权利要求1所述的一种掺杂OMMT的复合型EVA/PA6合金阻燃材料，其特征在于：所述膨胀阻燃剂包括以下重量份数的组分：多聚磷酸盐12~16份，多元醇3~4份。3.根据权利要求2所述的一种掺杂OMMT的复合型EVA/PA6合金阻燃材料，其特征在于：所述多聚磷酸盐为聚磷酸铵（APP），所述多元醇为单季戊四醇或多季戊四醇。4.根据权利要求1所述的一种掺杂OMMT的复合型EVA/PA6合金阻燃材料，其特征在于：所述纳米有机蒙脱土(OMMT)为改性纳米有机蒙脱土，改性纳米有机蒙脱土的制备方法包括以下步骤：a、将纳米有机蒙脱土浸泡至处理液中，在50~60℃水浴加热条件下浸泡2~4h后，取出浸泡过处理液的纳米有机蒙脱土，用清水超声清洗，干燥；b、将干燥后的纳米有机蒙脱土冷压成型25~30min后，将其粉碎至颗粒状，制得最终的改性纳米有机蒙脱土。5.根据权利要求4所述的一种掺杂OMMT的复合型EVA/PA6合金阻燃材料，其特征在于：在步骤a中所述预处理液包括以下重量份数的组分：水30~40份、植物提取液4~8份、氨基硅油5~10份。6.根据权利要求4所述的一种掺杂OMMT的复合型EVA/PA6合金阻燃材料，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：高喜平，陆昶，郭小熙，姚大虎，余志强，黄新辉，郭凯，赵盼，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：河南,41