一种阻燃性生物基PA56复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种阻燃性生物基PA56复合材料及其制备方法，该阻燃性生物基PA56复合材料包含100份生物基PA56、10～20份云母、5～10份低熔点玻璃粉、10～25份阻燃剂和2～5份阻燃协效剂。本发明专利技术的阻燃性生物基PA56复合材料能够在燃烧过程中形成一种陶瓷化的聚酰胺组合物，防止聚合物燃烧过程中形成碳化层而引起二次灾害，其可以用于电缆的绝缘层和电器外壳。

A flame retardant bio-based PA56 composite and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃性生物基PA56复合材料及其制备方法
本专利技术属于高分子材料领域，涉及一种阻燃性生物基PA56复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚酰胺由于其优异的机械性能和成型性能，常常用于电缆的护套和绝缘层、电器电子设备的零件和其它许多应用中。经过阻燃改性的聚酰胺具有良好的阻燃性，属于自熄性材料，电绝缘性能良好。但是这些阻燃聚合物都只有阻燃性，遇到明火或者高温燃烧最终都会形成灰烬，在电子电器和电线的应用中会导致电路短路或者人员伤害，造成二次伤害。
技术实现思路
为克服现有技术中的不足，本专利技术提供了一种阻燃性生物基PA56复合材料，其能够在燃烧过程中形成一种陶瓷化的聚酰胺组合物，防止聚合物燃烧过程中形成碳化层而引起二次灾害。为达到上述目的，本专利技术的解决方案是：一种阻燃性生物基PA56复合材料，其包括：生物基PA56、云母(mica)、低熔点玻璃粉、阻燃剂和阻燃协效剂。在本专利技术的优选实施例中，生物基PA56的相对粘度为2.7，质量份：100份。在本专利技术的优选实施例中，云母为超细塑料级云母粉，目数为1250‐5000目，质量份：10～20份。在本专利技术的优选实施例中，低熔点玻璃粉的熔点为550℃，质量份：5～10份。在本专利技术的优选实施例中，阻燃性生物基PA56复合材料还包括阻燃剂，优选为三聚氰胺焦磷酸盐(MPP)，质量份：10～25份。在本专利技术的优选实施例中，阻燃性生物基PA56复合材料还包括阻燃协效剂，优选为硼酸锌(ZB)，质量份：2～5份。在本专利技术的优选实施例中，阻燃性生物基PA56复合材料中还可以包括其它加工助剂，其它加工助剂可以选自相容剂、抗氧剂、润滑剂和分散剂中的任意一种或几种。上述阻燃性生物基PA56复合材料的制备方法，其包括如下步骤：1)至少将生物基PA56、云母、低熔点玻璃粉、阻燃剂和阻燃协效剂各原料组分预混，得到预混物；2)将上述预混物加入到熔融混炼机中进行熔融混炼，熔融混炼的温度比生物基PA56的熔点高30～50℃，熔融混炼的时间为0.25～5分钟，得到熔融混炼物；3)将上述熔融混炼物从熔融混炼机的喷嘴挤出得到线料，线料的温度为230～350℃，之后将线料在水中冷却，冷却后的线料在制粒机中被切割，得到阻燃性生物基PA56复合材料。其中，线料不能直接用制粒机进行切割、辊压，因此需要使用冷却水将其冷却至生物基PA56的熔点以下。本专利技术通过实验发现，通过以云母、低熔点玻璃粉以及阻燃剂相互作用，能够在燃烧过程中形成一种坚硬的陶瓷壳体，从而燃烧时仍然能保持原有的形状。本专利技术的有益效果是：本专利技术的阻燃性生物基PA56复合材料能够在燃烧过程中形成一种陶瓷化的聚酰胺组合物，防止聚合物燃烧过程中形成碳化层而引起二次灾害，其可以用于电缆的绝缘层和电器外壳。具体实施方式本专利技术提供了一种阻燃性生物基PA56复合材料及其制备方法。[生物基PA56]PA56至少以戊二胺(生物质来源)和己二酸为生产原料。戊二胺通过生物发酵法制成(如由赖氨酸在脱羧酶的作用下发生脱羧反应而生成)并且其包含至少部分符合ASTMD6866标准的可再生来源的有机碳。具体而言，生物基聚酰胺为生物基PA56，相对粘度为2.0～4.0，相对粘度低于2.0，材料机械性能较差，相对粘度高于4.0，材料采用现有设备难于加工成型，生物基PA56的质量份为100份。[阻燃剂]阻燃剂为三聚氰胺焦磷酸盐MPP(HT‐213)，其购于济南泰星精细化工有限公司，质量份为10～25份。[阻燃协效剂]阻燃协效剂为硼酸锌，其购于济南泰星精细化工有限公司(HT‐207)，质量份为2～5份。[云母]云母为超细塑料级云母粉，目数为1250目；其购于灵寿县宝丰云母加工有限公司，质量份为10～20份。[低熔点玻璃粉]低熔点玻璃粉的质量份为5～10份。以下结合具体实施例对本专利技术进行进一步的说明。<性能表征方法>实施例采用了以下方法进行性能表征：1、聚酰胺相对粘度的测定：按ISO307标准进行测定。2、拉伸强度：按ISO527‐2方法进行测定。3、冲击强度：按ISO180/1A方法进行测定。4、垂直燃烧性能测试：制作长度为12.7mm、宽度为12.7mm和厚度为1.6m的试验片，依据UL94规格进行测试。5、燃烧物判定：目测是否碳化或者保持良好的形状(形成坚硬的陶瓷结构)。<生产原料>以下实施例的生产原料如下：生物基PA56：凯赛(金乡)生物材料有限公司，其相对粘度为2.7(98wt％浓硫酸法)；三聚氰胺焦磷酸盐MPP：济南泰星精细化工有限公司(HT‐213)；硼酸锌：济南泰星精细化工有限公司(HT‐207)；云母：超细塑料级云母粉，其目数为1250目；低熔点玻璃粉：连云港沃华新材料科技公司，其熔点为550℃。实施例和比较例中的阻燃性生物基PA56复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)、将生物基PA56、云母(mica)、低熔点玻璃粉、三聚氰胺焦磷酸盐MPP和硼酸锌ZB按照表1的配比进行预先混合，得到预混物；(2)、将预混物加入到熔融混炼机中进行熔融混炼，具体过程为：将预混物从双螺杆挤出机的主喂料口加入，双螺杆挤出机各区温度设置从喂料口至模口依次为220℃、250℃、270℃、280℃、280℃、275℃，模口温度为270℃。在双螺杆挤出机(南京科亚化工成套装备有限公司制造，型号为SK‐40)中以480rpm的转速进行捏合得到熔融混炼物，熔融混炼时间为4分钟；(3)、将熔融混炼物从熔融混炼机的喷嘴挤出线料，线料温度为270℃，以水作为冷却介质将该线料冷却到生物基PA56的熔点以下，将冷却后的线料在制粒机中切割，得到阻燃性生物基PA56复合材料，然后对阻燃性生物基PA56复合材料进行力学性能和燃烧性能的测量，测量结果如表2所示。其中，双螺杆挤出机是熔融混炼机的一种，在双螺杆挤出机中进行捏合即是混炼过程。表1添加比例表表2性能结果表由表2可知，与比较例相比，在阻燃剂MPP、云母和低熔点玻璃粉的作用下，生物基PA56复合材料具有较好的阻燃性，燃烧后能保持较好的形状，避免二次伤害的发生。上述的对实施例的描述是为便于该
的普通技术人员能理解和使用本专利技术。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本专利技术不限于上述实施例，本领域技术人员根据本专利技术的揭示，不脱离本专利技术范畴所做出的改进和修改都应该在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃性生物基PA56复合材料，其特征在于，所述阻燃性生物基PA56复合材料包括：

【技术特征摘要】
1.一种阻燃性生物基PA56复合材料，其特征在于，所述阻燃性生物基PA56复合材料包括：2.根据权利要求1所述的阻燃性生物基PA56复合材料，其特征在于，所述生物基PA56的相对粘度为2.0～4.0。3.根据权利要求1所述的阻燃性生物基PA56复合材料，其特征在于，所述云母为超细塑料级云母粉，所述云母粉的目数为1250‐5000目。4.根据权利要求1所述的阻燃性生物基PA56复合材料，其特征在于，所述阻燃剂包括三聚氰胺焦磷酸盐。5.根据权利要求1所述的阻燃性生物基PA56复合材料，其特征在于，所述阻燃协效剂包括硼酸锌。6.根据权利要求1所述的阻燃性生物基PA56复合材料，其特征在于，所述阻燃性生物基PA56复合材料还包括其它加工助剂。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡定军，秦兵兵，刘修才，
申请(专利权)人：上海凯赛生物技术研发中心有限公司，凯赛乌苏生物材料有限公司，凯赛生物产业有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31