一种阻燃改性三元共聚尼龙聚合物的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阻燃改性三元共聚尼龙聚合物的制备方法，具体涉及尼龙聚合物制备领域。所述方法包括三元尼龙盐水溶液的制备；将三元尼龙盐水溶液、分子量调节剂和阻燃剂加入至反应器中，在温度为210～240℃和压力为1.75～1.85MPa的条件下进行保压；之后在保持压力不变的条件下在10

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃改性三元共聚尼龙聚合物的制备方法


[0001]本专利技术涉及尼龙聚合物制备领域，具体涉及一种阻燃改性三元共聚尼龙聚合物的制备方法。

技术介绍

[0002]聚酰胺，俗称尼龙，是化工生产中一种重要的产品，其可以广泛应用于服装、医药、军事、工业、机械等领域。尼龙由于在分子结构上带有酰胺基，因此具有良好的阻燃性。按照ASTM D635试验，属自熄性类型。但作为一种广泛应用的材料，尼龙大多面临比较苛刻的使用环境，如高湿度、高温度、高电压等。因此尼龙的阻燃性能在许多场合成为一个至关重要的因素，特别在电气用途，如接线柱、插座、开关等。因此有必要进一步提高尼龙的阻燃性。
[0003]己二胺，是通过石油基苯、丙烯或丁二烯为原料生产而得到的。随着国际对环境和石油能源的重视，开发出生物基二胺产品成为一种趋势。现今，生物法生产戊二胺已经大批量供应，与脂肪族二酸聚合，合成生物基尼龙56产品。通过实验发现，该方法得到的生物基尼龙56切片的极限氧指数为26.2，比尼龙6的24.6和尼龙66的24.1略高，通过将生物法生产的戊二胺引入到尼龙66的聚合当中，可以使尼龙66的阻燃性进一步提高，同时由于三元共聚尼龙聚合物的分子链结构相较于尼龙66更疏松，其纺丝制得的聚酰胺长丝和短纤的染色性能也有了进一步提高。
[0004]目前尼龙的阻燃改性多是通过溴系，磷系，氮系或是无机的添加型阻燃剂使用双螺杆挤出机混合混炼获得，添加量大，往往会影响聚合物的物性，易析出，且基本无法解决尼龙的熔融滴落问题。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术提供一种阻燃改性三元共聚尼龙聚合物的制备方法，以解决现有添加型阻燃剂添加量大，影响聚合物的物性、易析出等问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]根据本专利技术提供的一种阻燃改性三元共聚尼龙聚合物的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0008]步骤一，在氮气保护下，己二胺、生物基戊二胺和己二酸在水中进行反应，得到三元尼龙盐水溶液；
[0009]步骤二，将三元尼龙盐水溶液、分子量调节剂和阻燃剂加入至反应器中，在温度为210～240℃和压力为1.75～1.85MPa的条件下进行保压；之后在保持压力不变的条件下在10
‑
20分钟内匀速提升反应器内温度到255
‑
265℃，释放所述反应器内的压力，同时将温度升至270～275℃；抽真空并经搅拌得到阻燃改性三元共聚尼龙聚合物。
[0010]进一步的，所述步骤一中，生物基戊二胺为赖氨酸或赖氨酸盐在赖氨酸脱羧酶的作用下脱去两端羧基得到的。
[0011]进一步的，所述步骤二中，阻燃剂为TL系列有机磷反应型阻燃剂与改性三聚氰胺
氰尿酸盐添加型阻燃剂的复配物。
[0012]进一步的，所述TL系列有机磷反应型阻燃剂为TL
‑
A2阻燃剂、TL
‑
B1阻燃剂、TL
‑
B2阻燃剂、TL
‑
C1阻燃剂和TL
‑
C2阻燃剂中的一种或几种；加入量为步骤一所述尼龙盐水溶液中溶质总量的4～8％。
[0013]所述TL
‑
A2阻燃剂的结构式如式Ⅰ所示：
[0014][0015]所述TL
‑
B1阻燃剂的结构式如式Ⅱ所示：
[0016][0017]所述TL
‑
B2阻燃剂的结构式如式Ⅲ所示：
[0018][0019]所述TL
‑
C1阻燃剂的结构式如式Ⅳ所示：
[0020][0021]所述TL
‑
C2阻燃剂的结构式如式
Ⅴ
所示：
[0022][0023]进一步的，所述改性三聚氰胺氰尿酸盐添加型阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐经过超
分子化学改性和超细化处理得到，具体步骤见专利分子复合三聚氰胺氰尿酸盐阻燃剂及其制备方法和用途，专利申请号：CN03135668.0；加入量为步骤一所述尼龙盐水溶液中溶质总量的0～5％。
[0024]进一步的，所述步骤一中，所述三元尼龙盐水溶液的质量百分含量为30～60％，pH值为7.2～8.2；所述己二酸、己二胺和生物基戊二胺的摩尔比为1：(0.85
‑
1.05)：(0.15
‑
0.2)。
[0025]进一步的，所述步骤二中，所述分子量调节剂为己二胺的醋酸溶液，其中所述己二胺的质量百分含量为24～24.5％；所述分子量调节剂的加入量为步骤一所述尼龙盐水溶液中溶质总量的0.07～0.14％。
[0026]所述TL系列有机磷反应型阻燃剂和所述改性三聚氰胺氰尿酸盐添加型阻燃剂的加入量比例是由目标聚合物的物性和阻燃性能要求决定的，阻燃性能要求越高，改性三聚氰胺氰尿酸盐添加型阻燃剂的加入量比例越大；物性要求越高，TL系列有机磷反应型阻燃剂的加入量比例越大。
[0027]进一步的，所述步骤二中，所述保压的时间为1～3小时；在保持压力不变的条件下匀速提升反应器内温度的时间为10～20分钟；在真空条件下进行搅拌的时间为1～2小时。
[0028]本专利技术具有如下优点：
[0029]本专利技术制备得到的阻燃改性三元共聚尼龙材料的熔融温度为248～253℃，粘数为120～200mL/g。
[0030]本专利技术制备得到的阻燃改性三元共聚尼龙材料具有较高的阻燃性，其极限氧指数提升至30～32，阻燃性能UL94达到V0标准，且燃烧时不会熔融滴落。
[0031]本专利技术制备得到的阻燃改性三元共聚尼龙材料改性前后物性没有明显降低，拉伸强度为55～75MPa，弯曲强度为95～115MPa，缺口冲击强度为85～105J/m。
[0032]本专利技术制备得到的阻燃改性三元共聚尼龙材料可以在汽车工业、电子电器行业、电汽元件、机械设备、服装、日化用品等领域使用。其中，汽车工业包括发动机、电机、车体等部位。电子电器行业包括精密电子仪器部件、电子电器绝缘部件、照明器具、电子电器零部件，如电饭锅、吸尘器、高频电子食品加热器等。电气元件包括接线柱、插座、开关等。机械设备行业包括绝缘垫片、挡板座、涡轮、螺旋桨轴、滑动轴承、火车制动器接合盘、螺母、螺栓、螺钉、喷嘴、传送带、扇叶、齿轮、叶轮等。服装、日化用品包括男女儿童服装、被套面料、袜子、雨衣、窗帘、地毯等，也可包括滑冰鞋、滑雪板零件、网球拍、眼镜、梳子、包装袋等。
[0033]本专利技术制备得到的阻燃改性三元共聚尼龙材料，其最大的优点是相比于普通尼龙66、尼龙6等产品，具有阻燃抗融滴的特性，可以适应较高温度、湿度、电压的场所使用，安全环保；并且由于改性过程中物性没有明显降低，便于后续进一步进行改性和加工制造。同时改性尼龙聚合物纺丝制得的聚酰胺长丝和短纤的染色能力也比普通尼龙纤维有了进一步提高。
具体实施方式
[0034]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻燃改性三元共聚尼龙聚合物的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一，在氮气保护下，己二胺、生物基戊二胺和己二酸在水中进行反应，得到三元尼龙盐水溶液；步骤二，将三元尼龙盐水溶液、分子量调节剂和阻燃剂加入至反应器中，在温度为210～240℃和压力为1.75～1.85MPa的条件下进行保压；之后在保持压力不变的条件下在10
‑
20分钟内匀速提升反应器内温度到255
‑
265℃，释放所述反应器内的压力，同时将温度升至270～275℃；抽真空并经搅拌得到阻燃改性三元共聚尼龙聚合物。2.根据权利要求1所述一种阻燃改性三元共聚尼龙聚合物的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，生物基戊二胺为赖氨酸或赖氨酸盐在赖氨酸脱羧酶的作用下脱去两端羧基得到的。3.根据权利要求1所述一种阻燃改性三元共聚尼龙聚合物的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，阻燃剂为TL系列有机磷反应型阻燃剂与改性三聚氰胺氰尿酸盐添加型阻燃剂的复配物。4.根据权利要求3所述一种阻燃改性三元共聚尼龙聚合物的制备方法，其特征在于，所述TL系列有机磷反应型阻燃剂为TL
‑
A2阻燃剂、TL
‑
B1阻燃剂、TL
‑
B2阻燃剂、TL
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：陈铁东，何欣欣，樊丽君，陈泽坤，夏晓东，李长远，尹洪福，苗鑫，
申请(专利权)人：优纤科技丹东有限公司，
类型：发明
国别省市：