一种阻燃尼龙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高性能环保阻燃尼龙66复合材料及其制备方法，通过熔融的葵二酸与己二胺混合物包覆处理平均粒径（D50）小于3um的复配阻燃剂，提高复配阻燃剂与尼龙66树脂的相容性与结合力，制备高综合力学性能和阻燃性好的环保阻燃尼龙66复合材料，满足航空、汽车、电子电器等高端产品使用要求，其由尼龙66 21‑93.8份，玻璃纤维0‑50份，包覆型复配无卤阻燃剂5‑20份，阻燃增效剂1‑5份，润滑剂0.1‑2份，抗氧剂0.1‑2份组成。

A flame retardant nylon 66 composite and its preparation

The invention discloses a high-performance environment-friendly flame-retardant nylon 66 composite material and a preparation method thereof. The composite flame-retardant with the average particle size (D50) less than 3um is treated by coating the mixture of melted glyoleic acid and hexanediamine, so as to improve the compatibility and binding force between the composite flame-retardant and nylon 66 resin, and prepare the environment-friendly flame-retardant nylon 66 composite material with high comprehensive mechanical properties and good flame-retardant, so as to meet the requirements of aviation industry The requirements for the use of high-end products such as air, automobile, electronic and electrical appliances are as follows: Nylon 66 21 \u2011 93.8 parts, glass fiber 0 \u2011 50 parts, composite halogen-free flame retardant 5 \u2011 20 parts, flame retardant synergist 1 \u2011 5 parts, lubricant 0.1 \u2011 2 parts, antioxidant 0.1 \u2011 2 parts.

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃尼龙66复合材料及其制备方法
本专利技术属于尼龙改性
，特别设计一种无卤阻燃尼龙66复合材料及其制备方法。
技术介绍
尼龙又名聚酰胺，是一种力学性能优良、耐热、耐磨、耐化学腐蚀、用量最大的工程塑料，广泛应用于电子电器、汽车、机械、航空、纺织等领域。但由于尼龙的阻燃性较差，容易引起火灾，其应用受到了极大的限制，为此，对尼龙材料进行阻燃改性研究，提高其阻燃性能十分必要。用于尼龙改性的阻燃剂种类较多，但能更好满足未来安全、环保阻燃要求的阻燃剂主要是磷氮类无卤阻燃剂，MCA和MPP是其中的典型代表。MCA是三聚氰胺氰尿酸盐，含氮量高，具有经济、高效、优异电性能和机械性能、低烟、低毒、安全等特性；MPP是三聚氰胺聚磷酸盐，是含磷和氮的阻燃剂，分解温度高；将二者按比例复配，不仅可以大大提高尼龙的阻燃性能，而且经济，综合性能优。由于MCA、MPP与尼龙树脂的相容性差，虽然直接加入可改善尼龙材料的阻燃性能，但会大幅降低复合材料的力学性能。近来，虽然国内外有一些MCA、MPP表面改性研究报道，但不是效果欠佳，就是工艺太过复杂难以适用。日本专利JP2016155924（A）将不同粒径的MCA复配，并用多元醇酯类表面活性剂处理，阻燃性能达到V0级，但不同粒径的MCA需要特殊的工艺合成制得，适用性差，而且多元醇酯类表面活性剂与尼龙的相容性也欠佳。中国专利CN103408750A用聚亚烷基多元醇脂肪酸处理MCA阻燃尼龙，其表面处理剂只是另一种表面活性剂而已。中国专利CN108165002A结合C8-18长碳链一元饱和羧酸化合物和C8-18长碳链二元饱和羧酸化合物中至少一种阻燃稳定剂来使复合材料达到V0级，但其没很好解决MCA与尼龙的相容性难题。
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高性能无卤阻燃尼龙复合材料及其制备方法，该复合材料不仅阻燃性能达到V0级，而且综合力学性能优异，性价比高，并且制备方法简便实用，适合工业化生产。本专利技术的技术方案是：一种阻燃尼龙66复合材料，包括有按照重量份计的如下组分：尼龙6621-93.8份、玻璃纤维0-50份、包覆型复配无卤阻燃剂5-20份、阻燃增效剂1-5份、润滑剂0.1-2份、抗氧剂0.1-2份。在一个实施方式中，所述的包覆型复配无卤阻燃剂是以MCA和MPP作为基料而复配得到的。在一个实施方式中，MCA、MPP的重量比是1：0.5-1.5。在一个实施方式中，MCA和/或MPP是经过了第一改性剂和第二改性剂的表面改性处理后得到的；所述的第一改性剂的结构如式（I）所示：（I）；其中，R1和R2分别独立地选自H或者NH2，R3是含有1～4个碳原子的直链或者带支链的烷基；所述的第二改性剂的结构如式（II）所示：（II）；R4是含有5～9个碳原子的直链或者带支链的烷基。在一个实施方式中，包覆型复配无卤阻燃剂的制备方法包括以下步骤：取MCA和MPP混合均匀后，作为复配阻燃剂，再取复配阻燃剂重量1-5%的由第一改性剂和第二改性剂按照重量比1：0.4-0.6混合而成的混合改性剂，将复配阻燃剂加热后，与融熔的混合改性剂混合均匀，冷却后，得到改性阻燃剂。在一个实施方式中，所述的尼龙66为尼龙66树脂切片。在一个实施方式中，所述的玻璃纤维为连续无碱玻璃纤维或短切无碱玻璃纤维。在一个实施方式中，所述的阻燃增效剂为纳米蒙脱土或硼酸锌等。在一个实施方式中，所述的润滑剂为硬脂酸酰胺、硬脂酸盐或硅酮类润滑剂中的至少一种。在一个实施方式中，所述的抗氧剂受阻酚类抗氧剂、磷酸酯类抗氧剂和胺类抗氧剂中至少一种。一种阻燃尼龙66复合材料的制备方法，包括如下步骤：将尼龙66、包覆型复配无卤阻燃剂、阻燃增效剂、润滑剂、抗氧剂加入混合机搅拌均匀，得到预混料；将预混料加入双螺杆挤出机喂料机料斗，玻璃纤维从侧喂料口加入，熔融混合挤出造粒，制得燃尼龙复合材料。上述的包覆型复配无卤阻燃剂在制备尼龙材料中的用途。上述的第一改性剂和/或第二改性剂在制备尼龙材料中的用途。有益效果1、通过复配MAC/MPP两种环保型无卤阻燃剂，不仅可以发挥二者的优势，而且可以充分地发挥磷氮的协同阻燃效果，提高阻燃效率。2、第一改性剂和第二改性剂经过了熔融包覆MCA/MPP，一方面提高包覆复配MCA/MPP与尼龙66的相容性与分散性，另一方面在双螺杆熔融混炼挤出过程中包覆材料第一改性剂的羧基可以与尼龙66上未反应的端胺基进行缩合反应，同时，第二改性剂中的胺基也能够与第一改性剂以及尼龙66相互发生缩合交联，形成网状结构，提高包覆的复配MCA/MPP阻燃剂与尼龙66的结合力，最大限度减少阻燃剂对复合材料力学性能的负面影响。附图说明图1是实施例6中的尼龙材料在进行了拉伸实验后断口的SEM照片。图2是对比例6中的尼龙材料在进行了拉伸实验后断口的SEM照片。具体实施方式本文使用的词语“包括”、“包含”、“具有”或其任何其他变体意欲涵盖非排它性的包括。例如，包括列出要素的工艺、方法、物品或设备不必受限于那些要素，而是可以包括其他没有明确列出或属于这种工艺、方法、物品或设备固有的要素。除非上下文明确规定，否则单数形式“一个/种”和“所述(该)”包括复数个讨论对象。以范围形式表达的值应当以灵活的方式理解为不仅包括明确列举出的作为范围限值的数值，而且还包括涵盖在该范围内的所有单个数值或子区间，犹如每个数值和子区间被明确列举出。例如，“大约0.1%至约5%”的浓度范围应当理解为不仅包括明确列举出的约0.1%至约5%的浓度，还包括有所指范围内的单个浓度（如，1%、2%、3%和4%）和子区间（例如，0.1%至0.5%、1%至2.2%、3.3%至4.4%）。在本说明书中所述及到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施方式”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本申请所要保护的范围内。下面通过具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。但本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限定本专利技术的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。本专利技术提供了一种阻燃尼龙66复合材料，包括有按照重量份计的如下组分：尼龙6621-93.8份、玻璃纤维0-50份、包覆型复配无卤阻燃剂5-20份、阻燃增效剂1-5份、润滑剂0.1-2份、抗氧剂0.1-2份。其中，玻璃纤维用于提高材料力学性能。其中，包覆型复配无卤阻燃剂用于起到阻燃性能。所述的包覆型复配无卤阻燃剂是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃尼龙66复合材料，其特征在于，包括有按照重量份计的如下组分：尼龙6621-93.8份、玻璃纤维0-50份、包覆型复配无卤阻燃剂5-20份、阻燃增效剂1-5份、润滑剂0.1-2份、抗氧剂0.1-2份。/n

【技术特征摘要】
1.一种阻燃尼龙66复合材料，其特征在于，包括有按照重量份计的如下组分：尼龙6621-93.8份、玻璃纤维0-50份、包覆型复配无卤阻燃剂5-20份、阻燃增效剂1-5份、润滑剂0.1-2份、抗氧剂0.1-2份。


2.根据权利要求1所述的阻燃尼龙66复合材料，其特征在于，在一个实施方式中，所述的包覆型复配无卤阻燃剂是以MCA和MPP作为基料而复配得到的。


3.根据权利要求2所述的阻燃尼龙66复合材料，其特征在于，MCA、MPP的重量比是1：0.5-1.5。


4.根据权利要求2所述的阻燃尼龙66复合材料，其特征在于，MCA和/或MPP是经过了第一改性剂和第二改性剂的表面改性处理后得到的；
所述的第一改性剂的结构如式（I）所示：

（I）；
其中，R1和R2分别独立地选自H或者NH2，R3是含有1～4个碳原子的直链或者带支链的烷基；
所述的第二改性剂的结构如式（II）所示：

（II）；
R4是含有5～9个碳原子的直链或者带支链的烷基。


5.根据权利要求1所述的阻燃尼龙66复合材料，其特征在于，包覆型复配无卤阻燃剂的制备方法包括以下步骤：取MCA和MPP混合均匀...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建国，刘渊，陈荣，闻辉，
申请(专利权)人：江苏集萃先进高分子材料研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32