一种高耐热耐析出环保阻燃聚酰胺组合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高耐热耐析出环保阻燃聚酰胺组合物及其制备方法；改性聚酰胺复合材料由聚酰胺30

【技术实现步骤摘要】
一种高耐热耐析出环保阻燃聚酰胺组合物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种高耐热耐析出环保阻燃聚酰胺组合物及其制备方法，主要涉及阻燃剂的合成和应用，属于工程塑料阻燃领域

技术介绍

[0002]ADP(二乙基次膦酸铝)协效MPP(三聚氰胺聚磷酸盐)阻燃聚酰胺类材料，属于无卤阻燃工程塑料，因其不含卤族元素在燃烧过程中不会产生二噁英等有害物质、且复合材料有着良好的综合机械性能，被广泛的应用在新能源汽车电池包模块、电子电器设备等领域。
[0003]当前新能源产业发展势头大好，电池包作为新能源汽车的核心部件，此模块中对于电池包阻燃材料的要求也越来越严格。但是传统的MPP由于耐热性较弱，在螺杆挤出过程中的高温强剪切作用下容易分解形成酸性物质，对塑料基体造成腐蚀从而导致材料性能大幅减弱；MPP析酸腐蚀塑料基体后，由于聚合物链段被破坏，MPP及其他小分子物质在高温下极易迁移到塑料基体表面，影响制件外观；MPP的耐温性不足也会导致在注塑过程中在螺杆中停留稍久就有分解变色现象影响表观；且传统ADP合成过程中难免有副产物单乙基次磷酸钠的产生，此类物质耐热性相对较低会影响阻燃剂的综合稳定性。
[0004]当前对于MPP耐温性的改善更多是在于提升MPP的整个大分子分子量，以此来提升MPP的耐热性，但是在MPP分子链上仍然有游离的酸性基团会对聚合物造成腐蚀、且大分子经历高温强剪切后依然会降解形成酸析和迁移现象。均未涉及到改良MPP的部分基团结构来提升MPP的耐热性和耐析出性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了提供一种高耐热耐析出环保阻燃聚酰胺组合物及其制备方法，以解决现有技术的上述技术问题。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的。
[0007]一种高耐热耐析出环保阻燃聚酰胺组合物，由以下重量份数计的原料制备而成：
[0008]生物基聚酰胺：30
‑
90份；
[0009]填充物：10
‑
40份；
[0010]阻燃剂二乙基次膦酸：0.01
‑
30份；
[0011]阻燃剂改性MPP：0.01
‑
10份；
[0012]抗氧剂：0.01～2份；
[0013]协效剂：0.01～2份；
[0014]色母粒：0.01～2份。
[0015]上述高耐热耐析出环保阻燃聚酰胺组合物中：
[0016]所述的聚酰胺包括：PA6、PA66、PA12、PA1313、PA513、PA56PA1010、PA11、PA46、PA410等聚酰胺材料。
[0017]所述的阻燃剂改性MPP(三聚氰胺聚磷酸盐)为自主合成，其制备方法为：先将苯胺
溶解于乙醇中制得混合液，再将混合液与MPP粉体均匀混合，使MPP和混合液的混合物在真空氛围中进行反应，所加真空氛围压力为0.4MPa～0.8MPa、设定温控范围为80～140℃条件下反应4～8h，最后在压力为
‑
0.01～
‑
0.09MPa或惰性气体保护下、温度为80～180℃的条件下反应2～6h得到改性MPP。最终制得产品的结构式为：
[0018][0019]式中，m和n为聚合度，m≥1，n≥1
[0020]此MPP下述简称为BMPP
[0021]所述的阻燃剂改性ADP(二乙基次膦酸铝)为自制，其制备方法为：在反应过程中施加氮气和负压保护，提高了ADP的纯度以提高ADP的耐热性及阻燃效率，具体实施方法在于合成ADP过程中通氮气保护气环境负压0.04～0.08MPa。ADP产物如下：
[0022][0023]所述的抗氧剂为主抗辅抗协效进行：1098和9228。
[0024]上述高耐热耐析出环保阻燃聚酰胺组合物的制备方法，包括以下步骤：
[0025](1)按上述配方称量各原料；
[0026](2)将各原料一起加入到高速混料机中混合均匀后，再加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备成耐析出聚酰胺复合材料；所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次为120℃，200℃，250℃，265℃，265℃，265℃，265℃，265℃，265℃，265℃。主螺杆转速为450～500r/min，水槽温度23℃～50℃。
[0027]本专利技术制备的高耐热耐析出环保阻燃聚酰胺，阻燃剂改性MPP酸性被中和防止了加工过程中对树脂基体的侵蚀；改性MPP的亲水基团相对于传统MPP较少，可以有效防止阻燃剂MPP的迁移析出现象；通过反应向阻燃剂中反应进入芳香类结构基团，可以提升阻燃剂的阻燃效率；改性MPP的分子链被改善，防止在高温环境下MPP的分解；改性二乙基次膦酸铝的纯度相对更高，可以进一步改善阻燃剂的耐热性。
附图说明
[0028]图1为连续打样板出现模垢实验的产品照片对比图。
具体实施方式
[0029]下面结合具体实施例进一步阐述本专利技术的技术特点。
[0030]首先对所用的MPP进行合成改性，制备方法，先将苯胺溶解于乙醇中制得混合液，再将混合液与MPP粉体均匀混合，使MPP和混合液的混合物在真空氛围中进行反应，所加真空氛围压力为0.4MPa～0.8MPa、设定温控范围为80～140℃条件下反应4～8h，最后在压力为
‑
0.01～
‑
0.09MPa或惰性气体保护下、温度为80～180℃的条件下反应2～6h得到改性MPP。改性获得的MPP成为BMPP。其反应化学式如下：
[0031][0032]其中n，m≥1。
[0033]从化学式可以看出改性后的MPP所带游离H+的数量相对于微反应之前有了明显的减少，用表面羟基数(羟基呈酸性)及测定阻燃剂与水的混合液PH值，可以验证合成成功且H+离子数量大幅减少。
[0034]①
表面羟基数测定：称量2g产物放置在200ml的烧杯中，之后向烧杯内添加25ml的无水乙醇和75ml20wt％的NaCl溶液并且搅拌均匀，之后用0.1molL
‑1的HCl向烧杯中滴定并且不断搅拌直至PH＝4.0，再向烧杯中滴加0.1molL
‑1的NaOH溶液调整PH至9.0，保证溶液PH在20s内不变。按照下列方程计算每平方纳米样品表面积上所含有羟基的个数。
[0035]N＝CVN
A
×
10
‑3/Sm
[0036]其中：C为NaOH的浓度(0.1molL
‑1)，V为调整PH从4到9时所消耗的NaOH的体积(mL)，N
A
为阿伏伽德罗常数，S为测试样的比表面积(nm2g
‑1)，m为所测样的质量(g)。
[0037]根据上述公式计算可得，在引入苯胺之前MPP的表面羟基数目为每平方纳米6.88个，引入苯胺反应获得的改性MPP的表面羟基数目下降到每平方纳米1.73个。这证明了材料表面的羟基数目明显减少，可以减少阻燃剂对聚合物基体的侵蚀，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高耐热耐析出环保阻燃聚酰胺组合物，其特征在于：由以下重量份数计的原料制备而成：生物基聚酰胺：30
‑
90份；填充物：10
‑
40份；阻燃剂二乙基次膦酸：0.01
‑
30份；阻燃剂改性MPP：0.01
‑
10份；抗氧剂：0.01～2份；协效剂：0.01～2份；色母粒：0.01～2份。2.根据权利要求1所述的一种高耐热耐析出环保阻燃聚酰胺组合物，其特征在于：所述的聚酰胺包括：PA6、PA66、PA12、PA1313、PA513、PA56PA1010、PA11、PA46、PA410聚酰胺材料。3.根据权利要求1所述的一种高耐热耐析出环保阻燃聚酰胺组合物，其特征在于：所述的阻燃剂改性MPP为自主合成，其制备方法为：先将苯胺溶解于乙醇中制得混合液，再将混合液与MPP粉体均匀混合，使MPP和混合液的混合物在真空氛围中进行反应，所加真空氛围压力为0.4MPa～0.8MPa、设定温控范围为80～140℃条件下反应4～8h，最后在压力为
‑
0.01～
‑
0.09MPa或惰性气体保护下、温度为8...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜国毅，张海生，陈剑锐，王增效，闫廷龙，王飞飞，颜瑞祥，周炳，张锴，蔡莹，蔡青，周文，
申请(专利权)人：浙江普利特新材料有限公司重庆普利特新材料有限公司上海普利特化工新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：