一种耐灼热丝不起燃的聚酰胺组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种耐灼热丝不起燃的聚酰胺组合物及其制备方法和在电子电器领域中的应用。以重量百分比计，所述聚酰胺组合物的原料组成包括：热塑性聚酰胺树脂30％～80％，微胶囊红磷阻燃母粒5％～20％，阻燃协效剂3％～12％，增强组分10％～50％，其它助剂0％～5％；微胶囊红磷阻燃母粒与阻燃协效剂的质量比为1～5:1；以原料总重量为100％计，阻燃协效剂包括：DOPO改性无机阻燃剂1％～8％，灼热丝不起燃助剂0.5％～4％。所述制备方法为将除增强组分外的所有原料按配比混匀后加入双螺杆挤出机中，增强组分从双螺杆挤出机的第一个排气口加入，经熔融挤出、冷却、干燥、切粒即得。

A kind of polyamide composition with burning resistance and non ignitability and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种耐灼热丝不起燃的聚酰胺组合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种耐灼热丝不起燃的聚酰胺组合物及其制备方法应用。
技术介绍
近年来，电子电器设备在使用过程中因漏电、过载、短路、电弧等原因造成局部过热引燃塑胶材料导致火灾频繁发生，对人类的生命安全和财产构成严重威胁。由此，国际电工技术委员会IEC对阻燃标准进行了大幅强化，尤其对家用及类似电器安全标准中(IEC60335)提出长期无人看守的大电流(超过0.2安培)家用电器所使用塑料件的阻燃性能要求最为严格，其需要进行最严酷的三级可燃性评估才能满足标准要求。第一级测试评估：成品或者标准测试板必须通过按IEC60695-2-12在850℃条件下进行的材料可燃性试验(GWFI)。第二级测试评估：必须通过按IEC60695-2-13(GWIT，775℃，最长火焰持续时间小于5秒即定义为不起燃)对标准测试板进行检测。但更为严格的规定是，成品必须通过750℃下的灼热丝试验(根据IEC60695-2-11的GWT)，并且此处总燃烧时间超过两秒导致在电器制造和电器获批中需要额外的复杂考量，也就是第三级评估对周围环境材料进行针焰试验，这一级别的评估只有在成品进行第二级评估火焰超过2秒时进行，这将给下游的客户造成额外的测试费用和测试时间。因此，直接通过GWT灼热丝试验要求在750℃下的总燃烧时间<＝2秒(简称为：GWT750<＝2s)，已成为产品阻燃优势的重要指标之一，海尔、美的等白色家电企业更是希望将塑胶产品的GWT测试温度进一步提高，进一步提升产品的安全等级。目前业内公认最为有效时且符合阻燃使用“GWT750<＝2s”要求的聚酰胺模塑组合物是溴锑阻燃体系组合物。然而，溴系阻燃剂在燃烧的时候，会产生强烈刺激性的溴化氢气体、浓烟、甚至一些强烈致癌性物质，其改性成品密度高、低CTI和低介电强度的缺点也使得溴系阻燃剂的使用受到了限制。红磷阻燃剂是一种高效无卤阻燃剂，随着红磷酸析出问题的不断解决，力学性能和电性能更加优异的红磷阻燃体系的聚酰胺组合物显然更能满足电器产品要求且更具性价比。遗憾的是，红磷组合物在通过GWT750<＝2s灼热丝中重现性差，而且依赖于制件的几何形状。中国专利文献CN103492488A(申请号为201280020075.5)公布了一种阻燃性聚酰胺模塑组合物，该技术方案以红磷和蜜白胺化学物作为复配阻燃剂通过了GWIT775℃的阻燃要求，但蜜白胺化学物和聚酰胺相容性差，大幅度地降低了材料的冲击性能，需要增韧剂进行弥补，增加了成本。中国专利文献CN105121552A(申请号为201480022006.7)公布了一种耐灼热丝的聚酰胺，该技术方案提供了抗冲击性改型的聚酰胺，并通过红磷和二烷基次磷酸盐阻燃改型，使其具有耐灼热丝性，材料虽然能够通过GWFI960℃(1.5mm)和UL94(0.8mm)，但是其在灼热丝GWT750总燃烧时间<＝2秒测试中不通过，且二烷基次磷酸盐阻燃剂价格昂贵，难以大范围推广。中国专利文献CN107216648A(申请号为201710628997.9)公布了一种阻燃聚酰胺复合材料，该技术方案通过一定比例的红磷阻燃剂和阻燃协效剂(乙酰丙酮金属盐，或乙酰丙酮金属盐和氢氧化镁或和硅酸盐的混合物)的复配，制得阻燃等级0.8mmUL94V-0级，且三个厚度(3.0mm/1.5mm/0.75mm)下的灼热丝起燃温度(GWIT)均可达750℃严酷等级，但材料冲击性能不足，较难满足在高应力搭扣连接薄壁部件的应用要求。材料要想直接通过GWT灼热丝试验要求在750℃下的总燃烧时间<＝2秒，实际上意味着材料在整个灼热丝测试的60s中都不允许有明火出现，因此比灼热丝不起燃(GWIT，775℃)的要求难度大幅度提升，而红磷本身遇明火易燃，严重制约了红磷体系聚酰胺组合物的高性价比优势及其在电子电器领域的应用。
技术实现思路
针对本领域存在的不足之处，本专利技术提供了一种耐灼热丝不起燃的聚酰胺组合物，机械强度好、电性能相对漏电起痕指数(CTI)数值高、能稳定地通过灼热丝GWT800<＝2s，能满足电容器外壳、温控器、接插件、马达开关等电子电器及家用电器产品的要求。一种耐灼热丝不起燃的聚酰胺组合物，以重量百分比计，原料组成包括：所述微胶囊红磷阻燃母粒与阻燃协效剂的质量比为1～5:1；以原料总重量为100％计，所述阻燃协效剂包括：DOPO改性无机阻燃剂1％～8％，灼热丝不起燃助剂0.5％～4％。本专利技术在体系中添加耐灼热丝不起燃剂，通过与DOPO改性的无机阻燃剂复配来抑制红磷阻燃体系本身遇明火易燃，并将材料的灼热丝不起燃温度GWT750<＝2s提高到800℃<＝2s并保证材料在整个过程中无明火，使得着火危险系数进一步降低，提升安全等级，满足企业日益严苛的灼热丝阻燃要求，同时成品具有力学性能优异、阻燃性能好、CTI值高等优点，完全可以满足电容器外壳、温控器、接插件、马达开关等电子电器领域的应用。本专利技术的耐灼热丝不起燃的聚酰胺组合物中，所述微胶囊红磷阻燃母粒、DOPO改性无机阻燃剂和灼热丝不起燃助剂构成阻燃体系。进一步地，专利技术人经过大量试验意外发现，在阻燃性能方面，微胶囊红磷阻燃母粒与阻燃协效剂之间存在明显的相互作用，当微胶囊红磷阻燃母粒与阻燃协效剂的质量比为1～5:1时可得到较优的阻燃效果。作为优选，所述热塑性聚酰胺树脂选自尼龙6、尼龙66、尼龙46、尼龙6/66、尼龙610、尼龙12、尼龙612、尼龙6T、尼龙9T、尼龙10T中的一种或两种以上的混合物。作为优选，所述的微胶囊红磷阻燃母粒为以聚酰胺树脂为基体，红磷含量为25％～60％的二层或三层包覆红磷母粒。此处红磷含量百分比以所述的微胶囊红磷阻燃母粒总重量为100％计。作为优选，所述DOPO改性无机阻燃剂的制备方法为：将DOPO(9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物)通过硅烷偶联剂KH550连接到具有表面羟基的无机粉末上即得；所述无机粉末包括碳酸钙、磷酸钙、滑石粉、蒙脱土、氢氧化镁、氢氧化铝、勃母石、氧化锌、氧化镁、硼酸锌、二氧化硅、高岭土中的一种或两种以上的混合物。作为优选，所述的灼热丝不起燃助剂为聚醚胺，其重均分子量大于2000g/mol。专利技术人进一步研究发现，当微胶囊红磷阻燃母粒与阻燃协效剂的质量比一定时，DOPO改性无机阻燃剂和灼热丝不起燃助剂的重量比例对阻燃效果具有重要影响。作为优选，所述的阻燃协效剂中，DOPO改性无机阻燃剂和灼热丝不起燃助剂的重量比为1～6:1，此条件下可得到较优的阻燃效果。由此可见，本专利技术的阻燃体系中，微胶囊红磷阻燃母粒、DOPO改性无机阻燃剂和灼热丝不起燃助剂三者之间存在协同关系。在微胶囊红磷阻燃母粒、DOPO改性无机阻燃剂和灼热丝不起燃助剂的质量之和一定时，可通过调整微胶囊红磷阻燃母粒、DOPO改性无机阻燃剂和灼热丝不起燃助剂之间的质量比例关系，进一步提高材料的阻燃性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐灼热丝不起燃的聚酰胺组合物，其特征在于，以重量百分比计，原料组成包括：/n

【技术特征摘要】
1.一种耐灼热丝不起燃的聚酰胺组合物，其特征在于，以重量百分比计，原料组成包括：



所述微胶囊红磷阻燃母粒与阻燃协效剂的质量比为1～5:1；
以原料总重量为100％计，所述阻燃协效剂包括：
DOPO改性无机阻燃剂1％～8％，
灼热丝不起燃助剂0.5％～4％。


2.根据权利要求1所述的耐灼热丝不起燃的聚酰胺组合物，其特征在于，所述热塑性聚酰胺树脂选自尼龙6、尼龙66、尼龙46、尼龙6/66、尼龙610、尼龙12、尼龙612、尼龙6T、尼龙9T、尼龙10T中的一种或两种以上的混合物。


3.根据权利要求1所述的耐灼热丝不起燃的聚酰胺组合物，其特征在于，所述的微胶囊红磷阻燃母粒为以聚酰胺树脂为基体，红磷含量为25％～60％的二层或三层包覆红磷母粒。


4.根据权利要求1所述的耐灼热丝不起燃的聚酰胺组合物，其特征在于，所述DOPO改性无机阻燃剂的制备方法为：将DOPO通过硅烷偶联剂KH550连接到具有表面羟基的无机粉末上即得；
所述无机粉末包括碳酸钙、磷酸钙、滑石粉、蒙脱土、氢氧化镁、氢氧化铝、勃母石、氧化锌、氧化镁、硼酸锌、二氧化硅、高岭土中的一种或两种以上的混合物。


5.根据权利要求1所述的耐灼热丝不起...

【专利技术属性】
技术研发人员：林立，杜晓华，田际波，郑友明，陈佰全，陈智文，王金松，
申请(专利权)人：中广核俊尔浙江新材料有限公司，中广核俊尔新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33