一种阻燃尼龙树脂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及树脂领域，具体涉及一种阻燃尼龙树脂及其制备方法；一种阻燃尼龙树脂，由尼龙66盐、去离子水和阻燃盐聚合而成；阻燃盐是由阻燃剂2‑(二甲基磷酸酯)‑4,6(乳酸)‑三嗪环与己二胺制备而成。本发明专利技术阻燃剂由三聚氯氰、亚磷酸三甲酯和乳酸合成，再与己二胺合成阻燃盐，最后阻燃盐、尼龙66盐和去离子水合成阻燃尼龙66；本发明专利技术所使用阻燃剂为三嗪环类二元酸，分子量很小，磷元素含量高；该阻燃剂含有三嗪环以及氮磷阻燃元素使其具有很好的阻燃效果；并且，该结构含有两个羧酸基团，活性高，能与有机官能团充分结合，能够很好的接入到尼龙的主链上，有利于提高产品的阻燃性能。

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃尼龙树脂及其制备方法
本专利技术涉及树脂领域，具体涉及一种阻燃尼龙树脂及其制备方法。
技术介绍
近年来，我国的经济越来越发达，高层建筑物遍布视野，且高层内的装潢也很豪华；当室内装修的材料没有阻燃效果或者阻燃效果不佳时，一旦高层建筑物发生火灾时，它所带来的潜在危害也是难以估计的；因此在材料中添加阻燃剂并使材料具有阻燃性、难蔓延性和无烟性，是目前较普遍的方法。按阻燃材料分类，阻燃剂大致分为两类，一类是添加型阻燃剂，另一类是反应性阻燃剂；其中，添加型阻燃剂在整个行业中占据了绝大部分，如果按照元素分类，分为卤系、磷系、氮系、铝系、镁系等，也可以笼统的分为无机阻燃剂和有机阻燃剂；对比有机阻燃剂和无机阻燃剂发现，无机阻燃剂具有稳定性高、不易挥发、烟气毒性低以及成本低等优点，但同时存在着填充量大、与聚合物结合力小、相容性差和对高聚物加工以及机械性能影响大等缺点，这也使得有机阻燃剂更值得探索。专利技术专利CN104211954A一种无卤阻燃尼龙66聚合物的制备方法，先将反应型阻燃剂DOPO衍生物与二元酸或二元胺进行反应生成盐，再将生成的盐与尼龙66盐进行聚合反应制得无卤阻燃尼龙聚合物；该专利技术的阻燃尼龙有一定的阻燃性，但是阻燃剂分子量大，相对磷含量小，阻燃效果差，若要使得尼龙具有较好的阻燃性，其阻燃剂的添加量增大，这就造成了成本的上升和尼龙机械性能的降低。公开号为CN266445A的专利公开了“聚合物键合非卤素的阻燃组合物”，采用反应型的阻燃剂与尼龙单体共聚得到阻燃尼龙聚合物，反应型的阻燃剂接入尼龙聚合物分子链中，使得尼龙聚合物的阻燃性能提高并能长久保持；但是并没有解决在尼龙聚合和加工过程中因温度过高而致使阻燃单元进行降解的技术难题，也影响了其制备的阻燃尼龙的阻燃性能和机械力学性能。因此，需要提供一种阻燃效果好且不影响机械性能的阻燃尼龙材料。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供一种阻燃尼龙树脂及其制备方法，不仅不会对尼龙的机械性能产生负面影响，还可以在阻燃剂添加很少的情况下使得尼龙具有很好的阻燃效果。(二)技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种阻燃尼龙树脂，由尼龙66盐、去离子水和阻燃盐聚合而成；阻燃盐是由阻燃剂2-(二甲基磷酸酯)-4,6(乳酸)-三嗪环与己二胺制备而成，且阻燃剂2-(二甲基磷酸酯)-4,6(乳酸)-三嗪环的结构为：优选地，尼龙66盐、去离子水和阻燃盐的质量比为100：100：(0.1～10)。一种阻燃尼龙树脂的制备方法，包括如下步骤：(1)采用摩尔比为1：1～2的己二胺与己二酸合成尼龙66盐，再将尼龙66盐用去离子水溶解；(2)将溶解后的尼龙66盐和阻燃盐倒入高压反应釜中，通氮气排除反应釜中的空气，在压力为1.3～2.0MPa、温度为170～230℃的条件下反应3～5h，然后恢复至常压，并在温度为240～270℃的条件下反应2～4h；最后，先自然冷却再切粒，制得阻燃尼龙树脂。优选地，步骤(2)中，阻燃尼龙树脂呈乳白色，熔程为250～270℃，相对粘度2.10～2.50；阻燃尼龙树脂的阻燃水平为UL-94V-0级，拉伸强度不低于80.0MPa，断裂伸长率为64.5％～66.5％。优选地，步骤(2)中，阻燃盐的合成包括以下步骤：①先向有机溶剂S1中加入三聚氯氰，再缓慢滴加亚磷酸三甲酯并开始反应；反应结束后，开始蒸馏，制得产物P1；②先将步骤①中的产物P1溶于有机溶剂S2中，再滴加乳酸并开始反应；反应结束后，先抽滤再用有机溶剂S3洗涤产物，最后干燥，制得2-(二甲基磷酸酯)-4,6(乳酸)-三嗪环；③将步骤②中的2-(二甲基磷酸酯)-4,6(乳酸)-三嗪环与己二胺在去离子水中反应1～2h，制得阻燃盐溶液，将阻燃盐溶液蒸馏后干燥，即得阻燃盐，其中2-(二甲基磷酸酯)-4,6(乳酸)-三嗪环与己二胺的摩尔比为1：1.02。优选地，步骤①中，三聚氯氰与有机溶剂S1的质量比为1：2～5，三聚氯氰与亚磷酸三甲酯的摩尔比为1：1～1.5。优选地，步骤①中，有机溶剂S1为甲苯、乙腈、丙酮、苯、二甲基亚砜、二氯甲烷、N,N-二甲基亚砜中的一种或几种，反应温度为6～14℃，反应时间为1～5h。优选地，步骤②中，产物P1与乳酸的摩尔比为1：1.8～2.4。优选地，步骤②中，有机溶剂S2和有机溶剂S3分别为甲苯、乙腈、丙酮、苯、二甲基亚砜、二氯甲烷、N,N-二甲基亚砜中的一种或几种，反应温度为60～90℃，反应时间为4～8h。(三)有益效果(1)本专利技术的阻燃盐是由阻燃剂2-(二甲基磷酸酯)-4,6(乳酸)-三嗪环与己二胺制备而成，阻燃剂2-(二甲基磷酸酯)-4,6(乳酸)-三嗪环与己二胺由三聚氯氰、亚磷酸三甲酯和乳酸合成，最后阻燃盐、尼龙66盐和去离子水在高压反应釜中聚合成阻燃尼龙树脂；本专利技术所使用的阻燃剂为三嗪环类二元酸，它是一种新的阻燃剂结构，从结构上可以看出该阻燃剂分子量很小，从而提高了氮、磷元素的含量；该阻燃剂含有三嗪环以及氮、磷阻燃元素使其具有很好的阻燃效果；该结构含有两个羧酸基团，活性高，能与尼龙66盐中的有机官能团充分结合，从而很好的接入到尼龙主链上，有利于提高该阻燃尼龙树脂的阻燃性。(2)本专利技术中阻燃剂的添加量很少，对尼龙的力学性能几乎没有负面影响，同时达到很好的阻燃效果；本专利技术阻燃尼龙树脂用一步法直接聚合制备阻燃尼龙，有效地避免尼龙后续阻燃改性造成的尼龙性能下降以及由此带来的成本问题；该制备方法，构思独特，步骤简便，具有巨大的使用价值。附图说明图1为实施例1-3和对比例中阻燃尼龙树脂的热重(TG)曲线图；图2为实施例1-3和对比例中阻燃尼龙树脂的DSC曲线图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种阻燃尼龙树脂，由质量比为100：100：8的尼龙66盐、去离子水和阻燃盐聚合而成；阻燃盐是由2-(二甲基磷酸酯)-4,6(乳酸)-三嗪环与己二氨制得，且阻燃盐与尼龙66盐质量之比的百分数为8％；该阻燃尼龙树脂的制备方法，包括以下步骤：(1)合成阻燃盐①先向甲苯中加入三聚氯氰，再在6℃下缓慢向甲苯中滴加亚磷酸三甲酯，反应3h后蒸馏，制得产物P1；其中，三聚氯氰与亚磷酸三甲酯的摩尔比为1：1，三聚氯氰与亚磷酸三甲酯的反应式如下：②将产物P1溶于丙酮中，滴加乳酸，然后升温至80℃反应6h后，开始抽滤，再用丙酮洗涤至白色，最后干燥，即得阻燃剂2-(二甲基磷酸酯)-4,6(乳酸)-三嗪环；其中，产物P1与乳酸的摩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃尼龙树脂，其特征在于，由尼龙66盐、去离子水和阻燃盐聚合而成；所述阻燃盐是由阻燃剂2-(二甲基磷酸酯)-4,6(乳酸)-三嗪环与己二胺制备而成，且阻燃剂2-(二甲基磷酸酯)-4,6(乳酸)-三嗪环的结构为：/n

【技术特征摘要】
1.一种阻燃尼龙树脂，其特征在于，由尼龙66盐、去离子水和阻燃盐聚合而成；所述阻燃盐是由阻燃剂2-(二甲基磷酸酯)-4,6(乳酸)-三嗪环与己二胺制备而成，且阻燃剂2-(二甲基磷酸酯)-4,6(乳酸)-三嗪环的结构为：





2.根据权利要求1所述的阻燃尼龙树脂，其特征在于，所述尼龙66盐、去离子水和阻燃盐的质量比为100：100：(0.1～10)。


3.一种如权利要求1或2所述的阻燃尼龙树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)采用摩尔比为1：1～2的己二胺与己二酸合成尼龙66盐，再将尼龙66盐用去离子水溶解；
(2)将溶解后的尼龙66盐和阻燃盐倒入高压反应釜中，通氮气排除反应釜中的空气，在压力为1.3～2.0MPa、温度为170～230℃的条件下反应3～5h，然后恢复至常压，并在温度为240～270℃的条件下反应2～4h；最后，先自然冷却再切粒，制得阻燃尼龙树脂。


4.根据权利要求3所述的阻燃尼龙树脂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述阻燃尼龙树脂呈乳白色，熔程为250～270℃，相对粘度2.10～2.50；所述阻燃尼龙树脂的阻燃水平为UL-94V-0级，拉伸强度不低于80.0MPa，断裂伸长率为64.5％～66.5％。


5.根据权利要求4所述的阻燃尼龙树脂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述阻燃盐的合成包括以下步骤：
①先向有机溶剂S1中加入...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海鹏，陈贞，张延兵，代永豪，赵亚奇，胡顺朋，刘伟，张罡，董英英，李刚，夏学莲，
申请(专利权)人：河南城建学院，
类型：发明
国别省市：河南;41