一种薄壁玻纤布复合材料用高流动阻燃尼龙切片及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种薄壁玻纤布复合材料用高流动阻燃尼龙切片及其制备方法和应用，该尼龙切片原材料包括以下质量份组分：尼龙切片50

【技术实现步骤摘要】
一种薄壁玻纤布复合材料用高流动阻燃尼龙切片及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种薄壁玻纤布复合材料用高 流动阻燃尼龙切片及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着高分子材料科学的发展，高分子材料越来越广泛的被应用于人们的日 常生产与生活中。目前在新能源汽车和航空航天领域，玻纤毡或者碳纤维毡的 阻燃复合材料有着越来越多的用途，在保证机械强度的情况下玻纤毡或者碳纤 维毡的阻燃复合材料相对于金属或陶瓷材料更加的轻便、便宜。
[0003]用于复合玻纤毡或者碳纤维毡的材料主要分为热固性塑料和热塑性塑料 两种。热固性塑料复合制品加工条件相对简单易于制造成型，但相对于热塑性 塑料复合制品加工成型是一次性的，无法逆转，回收困难。热塑性塑料复合制 品虽然需要加热才能加工，加工条件相对复杂，但可重复加工，可回收具有环 境友好特征，而且一般比同类热固性材料具有更高的抗冲击性能。
[0004]热塑性塑料中，尼龙的耐划伤、表面硬度等性能最为优异。热塑性塑料复 合制品中的玻纤增强尼龙(主要指尼龙66，尼龙6)，由于具有良好的机械强 度、冲击性能、耐热性、耐磨性，而且具有绝缘性能好、相对密度低等特点， 而被广泛应用于电子电气、通讯设备和机电设备等领域。
[0005]电气设备、电动汽车或机车在设计制造时需要考虑到其短路、过载等容易 引起火灾的故障隐患，而尼龙属于有机高分子材料，易燃，当其与玻纤复合后， 由于“灯芯效应”，使玻纤增强尼龙变得更不容易阻燃，易发生火灾，这些因 素的存在限制了玻纤增强尼龙的应用范围，因此，改善提高玻纤增强尼龙的阻 燃能力，成为一种必然的需求。
[0006]据文献报道，应用于玻纤增强尼龙材料的无卤阻燃剂主要包括三大类基本 体系：一类是红磷；一类是氮系阻燃剂；还有一类是磷氮膨胀型阻燃剂。
[0007]对于红磷，优点为阻燃效率高，添加量少，从而对制品性能影响小，但其 面临两个问题：一是红磷的颜色，限制了其应用范围，通常只是应用在黑色制 品中；二是在加工过程中容易产生磷化氢等剧毒物，带来环保和安全问题，因 此红磷并不是玻纤增强尼龙材料的最佳选择。
[0008]对于氮系阻燃剂，以三聚氰胺氰脲酸盐为例，主要靠燃烧的时候产生化学 反应带走热量从而阻燃，是目前尼龙阻燃剂里面使用量最多的，主要用于生产 V2级的初级阻燃制品如尼龙连接器、波纹管等。
[0009]对于磷氮膨胀型阻燃体系，这是一类高效的阻燃体系，高温状态下，膨胀 型阻燃体系可以在尼龙表面形成致密的炭层，该炭层隔热、抑烟，不产生有毒 有害气体，阻燃效果良好。
[0010]目前市场常用的膨胀型阻燃剂有聚磷酸三聚氰胺 (Melamine Poly
‑
phosphate,
MPP)、有机次磷酸盐等。聚磷酸三聚氰胺 (Melamine Poly
‑
phosphate,MPP)为阻燃剂优点是热稳定好、阻燃性能优异、与 基材相容性好、无卤、低烟等特点。主要缺点是容易吸潮，造成使用上的不便， 同时，由于聚磷酸三聚氰胺成炭效率较低，阻燃效率低，导致聚磷酸三聚氰胺 添加量较大，导致制成品力学性能下降。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种分散性 好、阻燃性贡献大、机械强度高的薄壁玻纤布复合材料用高流动阻燃尼龙切片 及其制备方法和应用。
[0012]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0013]专利技术人知晓，有机次磷酸盐各项性能都较好，以克莱恩OP系列为主，在 工程塑料领域有一定量的应用，尤其用于生产浅色和鲜艳色阻燃制品，不过由 于分散性较差阻燃不均匀，在薄壁阻燃等应用严苛的领域比较少见。
[0014]无机次磷酸盐很少见到在尼龙中的应用，主要是由于尼龙加工温度高，加 工剪切力大导致阻燃剂分解。但无机次磷酸铝的阻燃效率高，本专利技术研究了其 在尼龙中的加工，解决了流动性之后，阻燃效率和加工性能度有大幅度提高， 成为一种新型的阻燃材料。
[0015]阻燃剂在复合材料里的分散性是这类材料研制的核心技术难点，市场上的 尼龙用无卤阻燃剂和阻燃母粒的流动性较差，这导致其在玻纤毡或者碳纤维毡 里分散性差，进而导致阻燃效果不好，机械性能不均匀。
[0016]基于以上事实认定，专利技术人提出如下具体方案：
[0017]一种薄壁玻纤布复合材料用高流动阻燃尼龙切片，该尼龙切片原材料包括 以下质量份组分：
[0018][0019]进一步地，该尼龙切片原材料包括以下质量份组分：
[0020][0021]进一步地，该尼龙切片原材料包括以下质量份组分：
[0022][0023][0024]进一步地，所述的尼龙切片为尼龙6切片，相对黏度1.8
‑
3.3；
[0025]所述的相容剂包括季戊四醇硬脂酸酯(PETS)、乙撑双硬脂酰胺(EBS)或单 硬脂酸甘油酯(GMS)中的一种或几种；
[0026]所述的抗氧剂包括1076、168、1098或PEPQ。
[0027]进一步地，所述的无机次磷酸盐包括无机次磷酸铝、无机次磷酸钙或无机 次磷酸镍；优选无机次磷酸铝；
[0028]所述的协效阻燃剂包括氰尿酸三聚氰胺(MCA)、三聚氰或三聚氰胺次磷酸 酯，优选氰尿酸三聚氰胺。
[0029]进一步地，所述的分散剂包括硬脂酸锌、硬酯酸钙、硬酯酸镁或聚烯烃蜡 中的一种或数种。
[0030]进一步地，所述的流动改性剂A含有磷酸酯基，比如，其中一种的结构 如下：
[0031][0032]具体信息如图2。
[0033]一种如上所述薄壁玻纤布复合材料用高流动阻燃尼龙切片的制备方法，该 方法包括如下步骤：
[0034](1)将无机次磷酸盐、协效阻燃剂、抗氧剂、分散剂、相容剂、流动改 性剂在高混机里混合；
[0035](2)将得到的混合物与尼龙6切片在高混机里混合；
[0036](3)将得到的混合物放入双螺杆挤出机中，熔融共混挤出并造粒。
[0037]进一步地，步骤(1)中所述混合的时间为2
‑
5min；步骤(2)中所述混 合的时间为5
‑
15min；步骤(3)中，熔融共混挤出时，熔融段温度设定为： 下料口220℃，输送段250℃，啮合段240
‑
245℃，排气段210℃，机头235℃， 喂料速度15
‑
35r/min，主机转速250
‑
400r/min，切粒速度1500
‑
3500r/min。
[0038]一种如上所述薄壁玻纤布复合材料用高流动阻燃尼龙切片的应用，该尼龙 切片应用于制备薄壁玻纤布复合材料，具体方法为：将尼龙切片干燥后，通过 压片设备将尼龙切片与玻纤布压制，形成薄壁玻纤布复合材料。薄壁尼龙玻纤 压片
‑
玻纤布复合
‑
预浸带(玻纤布)设备示意图如图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄壁玻纤布复合材料用高流动阻燃尼龙切片，其特征在于，该尼龙切片原材料包括以下质量份组分：2.根据权利要求1所述的一种薄壁玻纤布复合材料用高流动阻燃尼龙切片，其特征在于，该尼龙切片原材料包括以下质量份组分：3.根据权利要求1所述的一种薄壁玻纤布复合材料用高流动阻燃尼龙切片，其特征在于，所述的尼龙切片为尼龙6切片，相对黏度1.8
‑
3.3；所述的相容剂包括季戊四醇硬脂酸酯(PETS)、乙撑双硬脂酰胺(EBS)或单硬脂酸甘油酯(GMS)中的一种或几种；所述的抗氧剂包括1076、168、1098或PEPQ。4.根据权利要求1所述的一种薄壁玻纤布复合材料用高流动阻燃尼龙切片，其特征在于，所述的无机次磷酸盐包括无机次磷酸铝、无机次磷酸钙或无机次磷酸镍；所述的协效阻燃剂包括氰尿酸三聚氰胺、三聚氰或三聚氰胺次磷酸酯。5.根据权利要求1所述的一种薄壁玻纤布复合材料用高流动阻燃尼龙切片，其特征在于，所述的分散剂包括硬脂酸锌、硬酯酸钙、硬酯酸镁或聚烯烃蜡中的一种或数种。6.根据权利要求1所述的一种薄壁玻纤布复合材料用高流动阻燃尼龙切片，其特征在于，所述的流动改性剂A的结构如下：
7.一种如权利要求1
‑
6任一项所述薄壁玻纤布复合材料用高流动阻燃尼龙切片的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)将无机次磷酸盐、协效阻燃剂、抗氧剂、分散剂、相容剂、流动改性剂在高混机里混合；(2)将得到的混合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：付常俊，王俊锦，古哈尔娅，
申请(专利权)人：上海安凸塑料添加剂有限公司，
类型：发明
国别省市：