一种共聚阻燃PA6材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种共聚阻燃PA6材料及其制备方法，包括按照重量份数，由以下原料制备而成：DPPATPO、己内酰胺、带有双氨基基团的化合物、催化剂、去离子水。本发明专利技术制备得到的阻燃材料，本发明专利技术通过三聚氯氰为单体制备DPPATPO，反应简单，容易合成，且成品含有双羧基活性基团，可以与胺基进行进一步反应，因此可以参与共聚进入分子主链，同时因三聚氯氰有类苯环结构，成碳率高，更适合阻燃，且不滴落，得到的材料与DOTO衍生物为阻燃结构单元的PA6相比，材料性能更稳定，阻燃效率更好，且不滴落。

【技术实现步骤摘要】
一种共聚阻燃PA6材料及其制备方法
本专利技术涉及阻燃材料
，特别涉及一种共聚阻燃PA6材料及其制备方法。
技术介绍
目前阻燃主要研究与应用多为共混阻燃，即以PA6为原料，添加卤素阻燃剂或者含N、P的化合物，通过双螺杆共混，目前技术较为成熟，产品工业化的应用领域多为注塑加工，挤出加工，但是在纤维与薄膜领域，因材料特点，不适合加工；目前也有关于共聚阻燃的PA6的研究，主要为以DOPO为单体的衍生物作为阻燃单元进行共聚，所得材料具有防火性，但是因DOPO的特征，产品均为低落阻燃，即材料在燃烧过程中，通过低落带走热量，达到阻燃目的。但是在低落的过程还是存在引燃其他物体的可能性。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种共聚阻燃PA6材料及其制备方法，可以有效解决
技术介绍
中的问题。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：本专利技术公开了一种共聚阻燃PA6材料，按照重量份数，由以下原料制备而成：DPPATPO、己内酰胺、带有双氨基基团的化合物、催化剂、去离子水。作为优选的，所述DPPATPO为二酸单体2-(二甲基磷酸酯)-4,6(2’-羧乙基苯基次膦酸)-均三嗪，所述DPPATPO的具体制备方法如下：（1）、将三聚氯氰分子中第一个氯原子在0-5℃环境下与亚磷酸三甲酯反应；（2）、将步骤（1）中反应后的产物分别在40-50℃、70-90℃下与2-羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)进行取代反应；（3）、将三嗪类苯环结构与单羧基阻燃剂CEPPA结合，形成DPPATPO。作为优选的，所述带有双氨基基团的化合物包括以下之一：C4-C20的脂肪二胺、对苯二甲胺、间苯二甲胺、对苯二乙胺、间苯二乙胺，所述催化剂为次磷酸钠。作为优选的，所述DPPATPO与己二胺的摩尔比为98：2-90：10，所述次磷酸钠所占的总质量分数为0.05%-0.15%，所述去离子水所占的总质量分数为5%-50%。作为优选的，所述DPPATPO与己二胺的摩尔比为98：2-96：4，所述次磷酸钠所占的总质量分数为0.08%-0.12%，所述去离子水所占的总质量分数为10%-15%。作为优选的，所述共聚阻燃PA6材料的原料中还包括有C2-C26的脂肪二酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、苯甲酸、甲酸或乙酸，所述C2-C26的脂肪二酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、苯甲酸、甲酸或乙酸所占的总质量分数在0.5%以下。作为优选的，本专利技术还公开了一种共聚阻燃PA6材料的制备方法，具体步骤如下：（a）、在不高于90℃的温度下将己内酰胺熔融，再按比例依次将DPPATPO和己二胺溶液混合液、次磷酸钠投入聚合反应釜中，并加入去离子水；（b）、用高纯氮气置换釜内气体3-5次，开启搅拌，并设定为搅拌转速为150r/min，在90-120min内将釜内温度自70℃加热至210-220℃；（c）、釜内压力升到1.8-2.0MPa后计时90-150min，开始泄压，使釜内压力经15-45min降至常压，再进行二次升温至230-250℃，保温30-60min；（d）、开启真空系统，使釜内压力逐渐降至-0.05--0.1MPa，保持30min-60后排出物料冷却并切粒获得阻燃共聚PA6湿切片（e）、将阻燃共聚PA6湿切片放入萃取干燥装置，在100℃沸水萃取24-48h，在140-160℃高纯氮气干燥36h，得到树脂。（f）、纯化：将树脂精确称重，用滤纸包裹树脂放入索氏提取器中，以甲醇为溶剂，提取24-36h，将树脂取出并在100-120℃环境中干燥4h，得到共聚阻燃PA6材料。作为优选的，所述步骤（b）中的搅拌加热时间为100分钟，加热温度至215-218℃，所述步骤（c）中釜内压力上升至1.9-1.95MPa，计时120min，腹内降压时间为30min，所述二次升温的温度为235-245℃。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术通过三聚氯氰为单体制备DPPATPO，反应简单，容易合成，且成品含有双羧基活性基团，可以与胺基进行进一步反应，因此可以参与共聚进入分子主链，同时因三聚氯氰有类苯环结构，成碳率高，更适合阻燃，且不滴落，得到的材料与DOTO衍生物为阻燃结构单元的PA6相比，材料性能更稳定，阻燃效率更好，且不滴落；本专利技术通过次磷酸钠的催化作用，所得到的材料具有更高的粘度和更快的反应效率。附图说明图1为本专利技术一种共聚阻燃PA6材料及其制备方法中合成DPPATPO的分子反应式；图2为本专利技术一种共聚阻燃PA6材料及其制备方法的整体反应过程。具体实施方式为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。参照图1-2，本专利技术公开了一种共聚阻燃PA6材料，按照重量份数，由以下原料制备而成：DPPATPO、己内酰胺、带有双氨基基团的化合物、催化剂、去离子水。所述DPPATPO为二酸单体2-(二甲基磷酸酯)-4,6(2’-羧乙基苯基次膦酸)-均三嗪，所述DPPATPO的具体制备方法如下：（1）、将三聚氯氰分子中第一个氯原子在0-5℃环境下与亚磷酸三甲酯反应；（2）、将步骤（1）中反应后的产物分别在40-50℃、70-90℃下与2-羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)进行取代反应；（3）、将三嗪类苯环结构与单羧基阻燃剂CEPPA结合，形成DPPATPO。所述带有双氨基基团的化合物包括以下之一：C4-C20的脂肪二胺、对苯二甲胺、间苯二甲胺、对苯二乙胺、间苯二乙胺，所述催化剂为次磷酸钠。所述DPPATPO与己二胺的摩尔比为98：2-90：10，所述次磷酸钠所占的总质量分数为0.05%-0.15%，所述去离子水所占的总质量分数为5%-50%。所述DPPATPO与己二胺的摩尔比为98：2-96：4，所述次磷酸钠所占的总质量分数为0.08%-0.12%，所述去离子水所占的总质量分数为10%-15%。所述共聚阻燃PA6材料的原料中还包括有C2-C26的脂肪二酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、苯甲酸、甲酸或乙酸，所述C2-C26的脂肪二酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、苯甲酸、甲酸或乙酸所占的总质量分数在0.5%以下。本专利技术还公开了一种共聚阻燃PA6材料的制备方法，具体步骤如下：（a）、在不高于90℃的温度下将己内酰胺熔融，再按比例依次将DPPATPO和己二胺溶液混合液、次磷酸钠投入聚合反应釜中，并加入去离子水；（b）、用高纯氮气置换釜内气体3-5次，开启搅拌，并设定为搅拌转速为150r/min，在90-120min内将釜内温度自70℃加热至210-220℃；（c）、釜内压力升到1.8-2.0MPa后计时90-150min，开始泄压，使釜内压力经15-45min降至常压，再进行二次升温至230-250℃，保温30-60min；（d）、开启真空系统，使釜内压力逐渐降至-0.05-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种共聚阻燃PA6材料，其特征在于：按照重量份数，由以下原料制备而成：DPPATPO、己内酰胺、带有双氨基基团的化合物、催化剂、去离子水。/n

【技术特征摘要】
1.一种共聚阻燃PA6材料，其特征在于：按照重量份数，由以下原料制备而成：DPPATPO、己内酰胺、带有双氨基基团的化合物、催化剂、去离子水。


2.根据权利要求1所述的一种共聚阻燃PA6材料，其特征在于：所述DPPATPO为二酸单体2-(二甲基磷酸酯)-4,6(2’-羧乙基苯基次膦酸)-均三嗪，所述DPPATPO的具体制备方法如下：
（1）、将三聚氯氰分子中第一个氯原子在0-5℃环境下与亚磷酸三甲酯反应；
（2）、将步骤（1）中反应后的产物分别在40-50℃、70-90℃下与2-羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)进行取代反应；
（3）、将三嗪类苯环结构与单羧基阻燃剂CEPPA结合，形成DPPATPO。


3.根据权利要求2所述的一种共聚阻燃PA6材料，其特征在于：所述带有双氨基基团的化合物包括以下之一：C4-C20的脂肪二胺、对苯二甲胺、间苯二甲胺、对苯二乙胺、间苯二乙胺，所述催化剂为次磷酸钠。


4.根据权利要求3所述的一种共聚阻燃PA6材料，其特征在于：所述DPPATPO与己二胺的摩尔比为98：2-90：10，所述次磷酸钠所占的总质量分数为0.05%-0.15%，所述去离子水所占的总质量分数为5%-50%。


5.根据权利要求3中所述的一种共聚阻燃PA6材料，其特征在于：所述DPPATPO与己二胺的摩尔比为98：2-96：4，所述次磷酸钠所占的总质量分数为0.08%-0.12%，所述去离子水所占的总质量分数为10%-15%。


6.根据权利要求1所述的一种共聚阻燃PA6材料及其制备方法，其特征在于：所述共聚阻燃PA6材料的原料中还包括有C2-C26的脂肪二酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡铁锦，陶岚，郑江，
申请(专利权)人：江苏瑞美福新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32