一种聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料及其制备方法与应用，属于阻燃复合材料领域。本聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，按重量份计，由聚酰胺80‑95份，气相阻燃剂1.5‑5份，凝聚相阻燃剂1.5‑5份，增容剂5‑10份和抗氧剂0.5份组成。本发明专利技术还公开了上述聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料的制备方法及其应用。本聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料能够形成双基协效和三元素协效作用，具有优异的阻燃性能、优异界面相容性和优异机械力学性能。

A flame retardant composite material with synergistic effect of polyamide, phosphine and polyphosphazene and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料及其制备方法与应用
本专利技术属于阻燃复合材料领域，具体涉及一种聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料及其制备方法与应用。
技术介绍
聚酰胺可由内酸胺开环聚合制得，也可由二元胺与二元酸缩聚等得到的。聚酰胺(PA)是指主链节含有极性酰胺基团(-CO-NH-)的高聚物。PA的品种繁多，有PA6、PA66、PA11、PA12、PA46、PA610、PA612、PAlO10等，以及近几年开发的半芳香族尼龙PA6T和特种尼龙等新品种。PA具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低。PA主要用于汽车工业、电气电子工业、交通运输业、机械制造工业、电线电缆通讯业及日常用品。但聚酰胺易燃烧，使聚酰胺在产品对阻燃性能要求的领域受到限制，因此，对聚酰胺进行阻燃改性是非常有必要的。目前主要将含卤阻燃剂(主要是多溴联苯化合物)应用到聚酰胺树脂中，这类有卤阻燃剂在聚酰胺材料种有良好的阻燃效果，但含卤阻燃剂在燃烧或高温加工时会放出有毒、腐蚀性气体和烟雾。造成环境污染，危害人类健康，自欧盟2003年公布WEEE和RoHS以来，以及人们对环境生活质量要求也越来越高，并且国家的各种环保文件陆续出台，因此，高分子阻燃材料的趋势将以无卤为主。在众多的无卤阻燃剂中，磷系阻燃剂已成为阻燃领域的研究热点。含磷杂菲化合物及其衍生物是一种新型的阻燃剂，具有优异的阻燃性能而被广泛用于聚合物基无卤阻燃复合材料。磷杂菲不仅比一般未成环的有机磷酸酯热稳定性和化学稳定性好，还具有低含磷量、无卤、低烟、无毒、不迁移和阻燃持久等优点。但是磷系阻燃剂也有其不足，该类阻燃剂在燃烧后成炭的炭层结构强度和致密性差，隔氧隔热能力弱；而且，该类阻燃剂与聚合物基体或增强材料之间的相容性差，从而使该类阻燃剂在使用时其机械力学性能下降；磷杂菲阻燃剂及其衍生物的阻燃作用主要以气相阻燃为主，凝聚相阻燃作用较弱。因此需要提出一种新的聚酰胺阻燃复合材料以解决现有技术的不足。
技术实现思路
本专利技术的目的之一，是提供一种聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料。本专利技术的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料形成双基协效和三元素协效作用，具有优异的阻燃性能、优异界面相容性和优异机械力学性能。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，按重量份计，由聚酰胺80-95份，气相阻燃剂1.5-5份，凝聚相阻燃剂1.5-5份，增容剂5-10份和抗氧剂0.5份组成。本专利技术的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料的有益效果是：(1)通过气相阻燃剂、凝聚相阻燃剂与增容剂的反应，产生交联网状结构，增强界面结构，使得阻燃性能和界面粘结力增强，从而有效地增加了聚酰胺阻燃复合材料的机械性能。(2)加入气相阻燃剂，其阻燃机理是以气相阻燃；加入凝聚相阻燃剂，其阻燃机理是凝聚阻燃。这两种阻燃剂基于两种阻燃机理，形成协效阻燃，从而提高了聚酰胺阻燃复合材料的阻燃性能，阻燃效果明显好于添加单一阻燃剂的聚酰胺复合材料。(3)本专利技术的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料各原料来源广泛，易于获取，成本低廉，且使用效果好。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，所述的聚酰胺为PA6、PA66、PA11、PA12、PA46、PA610、PA612、PAlO10、半芳香族尼龙PA6T和特种尼龙中的一种或多种的混合物。采用上述进一步方案的有益效果是：制备的复合材料强度高，耐热性和耐磨损性好。进一步，所述气相阻燃剂为反应型磷杂菲。采用上述进一步方案的有益效果是：反应型磷杂菲阻燃剂带有羟基反应基团，从而能够有效的与增容剂进行交联反应，利于机械性能的提升，同时反应型磷杂菲阻燃剂的阻燃效果好。进一步，所述反应型磷杂菲为DOPO-HQ、DOPS-HQ、DOPO-PHBA、DOPS-PHBA、(DOPO)2-P-PPD-PH和(DOPS)2-P-PPD-PH中的一种或多种的混合物，其结构式具体如下：采用上述进一步方案的有益效果是：反应型磷杂菲阻燃剂带有羟基反应基团，从而能够有效的与增容剂进行交联反应，利于机械性能的提升，同时反应型磷杂菲阻燃剂的阻燃效果好。进一步，所述凝聚相阻燃剂为反应型聚磷腈，结构式如下：其中，采用上述进一步方案的有益效果是：反应型聚磷腈均带有羟基反应基团，从而能够有效的与增容剂进行交联反应，利于机械性能的提升，同时反应型聚磷腈阻燃剂的阻燃效果好。进一步，所述增容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物和苯乙烯一丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种的混合物。采用上述进一步方案的有益效果是：带有环氧活性基团，能够有利于与反应型磷杂菲阻燃剂、反应型聚磷腈和聚酰胺基体树脂发生反应，产生交联网络结构。进一步，所述抗氧剂为双(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。采用上述进一步方案的有益效果是：降低了氧含量，进一步增加阻燃效果。本专利技术的目的之二，是提供一种如上述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料在汽车零部件领域中的应用。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种汽车零部件，包括上述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料。本专利技术的汽车零部件采用如上所述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，具体为齿轮、装饰门板。本专利技术的汽车零部件的有益效果是：本专利技术的汽车零部件采用如上所述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，具有力学性能强、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性、自润滑性和摩擦系数低等效果，同时具有非常好的阻燃效果，机械强度也很好。本专利技术的目的之三，是提供一种如上述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料在电子元器件领域中的应用。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种电子元器件，包括上述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料。本专利技术的电子元器件采用如上所述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，具体为电子连接器、继电器壳体、互感器外壳。本专利技术的电子元器件的有益效果是：本专利技术的电子元器件采用了上述聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，具有力学性能强、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性、自润滑性和摩擦系数低等效果，同时具有非常好的阻燃效果，机械强度也很好。本专利技术的目的之四，是提供一种如上述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料的制备方法。本制备方法工艺简单，各组分分散均匀，另外对组分进行干燥后，有利于各组分之间混合，混合程度高，不产生内应力，从而不影响机械性能。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种如上述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料的制备方法，包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，其特征在于，按重量份计，由聚酰胺80-95份，气相阻燃剂1.5-5份，凝聚相阻燃剂1.5-5份，增容剂5-10份和抗氧剂0.5份组成。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，其特征在于，按重量份计，由聚酰胺80-95份，气相阻燃剂1.5-5份，凝聚相阻燃剂1.5-5份，增容剂5-10份和抗氧剂0.5份组成。


2.根据权利要求1所述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，其特征在于，所述聚酰胺为PA6、PA66、PA11、PA12、PA46、PA610、PA612、PAI010、半芳香族尼龙PA6T和特种尼龙中的一种或多种的混合物。


3.根据权利要求1所述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，其特征在于，所述气相阻燃剂为反应型磷杂菲。


4.根据权利要求3所述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，其特征在于，所述反应型磷杂菲为DOPO-HQ、DOPS-HQ、DOPO-PHBA、DOPS-PHBA、(DOPO)2-P-PPD-PH和(DOPS)2-P-PPD-PH中的一种或多种的混合物，其结构式具体如下：





5.根据权利要求1所述的聚酰胺与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，其特征在于，所述凝聚相阻燃剂为反应型聚磷腈，结构式如下：



其中，





6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张道海，宝冬梅，罗迎春，谭芳，田琴，何敏，秦舒浩，左晓玲，于杰，
申请(专利权)人：贵州民族大学，
类型：发明
国别省市：贵州;52