一种辐照交联用阻燃增强聚酰胺复合材料的制备方法及应用技术

本发明专利技术提供一种辐照交联用阻燃增强聚酰胺复合材料的制备方法及其应用。一种用于辐照交联的阻燃增强聚酰胺复合材料，由以下质量份数原料组成：聚酰胺树脂：20~60份；交联剂母粒：8~40份；阻燃剂：10

【技术实现步骤摘要】
一种辐照交联用阻燃增强聚酰胺复合材料的制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及一种辐照交联用阻燃增强聚酰胺复合材料的制备方法及其应用，具体属于高分子复合材料加工领域。

技术介绍

[0002]聚酰胺（PA）是五大通过用工程塑料中产量最大、品种最多、用途最广的品种。以其耐温高、韧性好、改性空间大的优势，在电器、汽车、机械、建筑、纺织，医疗等领域都有广泛的应用。对于热塑性工程塑料而言，在一定温度下，都会发生熔融塑化，可以方便快速的模塑成型各种结构类型的制件，这是塑料相对于热固性塑料而言的显著优势，但是对于聚酰胺制品来说，尺寸稳定性、吸水性能、瞬时耐高温方面，无法与热固性塑料相抗衡，从而限制了其应用场景。特别是在电器、汽车部件，瞬间高热环境使得局部温度远高于塑胶熔点，会导致PA材料瞬间熔化，制件失效，引发事故。为了降低风险，大都选用更高熔点的特种工程塑料，使得制件成本大大提高。如对聚酰胺交联改性可以大幅提高其综合性能，在耐高温性、尺寸稳定性、耐溶剂性、电性能和阻燃性以及长期老化性能方面均有不同程度提高。在局部400℃以及一定负荷下，交联后的聚酰胺都不会发生熔融塌陷，使得制件保持较的高尺寸稳定性，可提高产品安全可靠性。
[0003]公布号CN112079967A的专利技术专利公布了一种尼龙6或尼龙66添加多官能团单体交联剂、热稳定剂、乙烯
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乙酸乙烯酯共聚物共混挤出，然后用钴源及电子加速器进行辐照处理，提高材料耐温性及力学性能，替代耐高热的热塑性塑料，在公布号CN112126224A的专利技术专利中，在上述组份的基础上又引入了一定比例的阻燃剂，制得的材料经辐照交联不仅阻燃达到V
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0 ，可以耐280℃持续高温并具有良好的稳定性和延展性。以上方法制备的材料性能体现了辐照交联尼龙的基本特性，交联以后呈现热固性材料特性——高温不熔，熔融指数测试数据体现交联的程度，说明只是部分交联，但是材料的实际适用温度与材料热变形温度相关，材料的最高使用环境温度，还是有尼龙的自身耐热决定。以上专利技术中单单将尼龙，交联剂，稳定剂和乙烯类助剂及阻燃剂经挤出机共混，在实际工艺操作过程中，因交联剂沸点低，反应活性高，加工过程挥发及自聚合，难以保证交联剂的稳定含量，产品质量稳定性难以保证；低熔点乙烯类助剂引人在一定程度上降低了材料的热变形温度。本专利技术采用高浓度的交联母粒与阻燃增强改性尼龙复合材料直接进行共混，无需二次塑化造粒，直接注塑或挤出的制品中交联剂组份含量稳定可控，辐照条件选择性宽，辐照交联度大。成型的制品应用在电器、汽车等有局部瞬时高温及耐化学腐蚀场景，增加产品可靠性，并延长产品的使用寿命。

技术实现思路

[0004]为克服现有技术中存在的问题，本专利技术目的在于提供一种用于辐照交联的阻燃增强聚酰胺复合材料，采用高浓度的交联剂母粒与增强阻燃聚酰胺按照一定比例混合后，直接注塑或挤出成型后再通过伽马射线或电子束进行辐照交联，获得交联聚酰胺制件，满足
特定场景的工业应用。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种用于辐照交联的阻燃增强聚酰胺复合材料，由以下质量份数原料组成：聚酰胺树脂：20~60份交联剂母粒：8~40份阻燃剂：10
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25份增强组份：10
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50份抗氧剂：0.1~2份偶联剂：0.1~2份润滑剂：0.1
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2份作为优选，所述用于辐照交联的阻燃增强聚酰胺复合材料，由以下质量份数原料组成：聚酰胺树脂：20~50份交联剂母粒：10~20份增强组份：20
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50份抗氧剂：0.2~1.5份偶联剂：0.1~1.5份润滑剂：0.2
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1.5份根据本专利技术，所述聚酰胺树脂选自脂肪族聚酰胺树脂PA6、PA66、PA11、PA12、PA46、PA610、PA1010、PA1012及芳香族尼龙PPA、PA9T、PA10T及其他尼龙品种中的一种或几种。
[0006]根据本专利技术，所述的用于辐照交联的阻燃增强聚酰胺复合材料，其特征在于，所述交联剂母粒为中广核俊尔Rlinker系列产品，它是以各种尼龙为载体，含有一种或几种含有多个碳碳双键的不饱和单体类高浓度母粒。例如：三烯丙基氰尿酸酯（TAC）、三烯丙基异氰尿酸酯（TAIC）、三甲代烯丙基异氰尿酸酯（TMAIC）、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPTMA）中一种或多种，母粒中交联剂的含量5%
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35%。
[0007]根据本专利技术，所述用于辐照交联的阻燃增强聚酰胺复合材料，其特征在于，所述阻燃剂为含卤阻燃剂如：聚溴化苯乙烯类、十溴二苯乙烷、德克隆DCRP等；无卤阻燃剂如：红磷、聚磷酸铵APP、有机次磷酸盐等、氮系（MCA、MPP等），其中红磷阻燃剂以红磷母粒的形式使用。本专利技术选择其中的一种或多种阻燃剂复合使用。
[0008]根据本专利技术，所述用于辐照交联的阻燃增强聚酰胺复合材料，其特征在于，所述增强组份为玻璃纤维、碳纤维、晶须、滑石粉及碳酸钙等无矿物中的一种或多种。
[0009]根据本专利技术，所述用于辐照交联的阻燃增强聚酰胺复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂选自受阻酚类、亚磷酸酯类抗氧剂中一种或多种。
[0010]根据本专利技术，所述用于辐照交联的阻燃增强聚酰胺复合材料，其特征在于，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中任一种或多种。
[0011]根据本专利技术，所述用于辐照交联的阻燃增强聚酰胺复合材料，其特征在于，所述润滑剂选自有机硅氧烷、介酸酰胺、酯蜡、烷烃蜡等其中任一种或多种。
[0012]本专利技术还提供了用于辐照交联的阻燃增强聚酰胺复合材料制备方法，具体包括以下步骤：
将干燥后的聚酰胺树脂与一定比例的阻燃剂、抗氧剂、偶联剂在高速搅拌机中混合均匀得到预混物，将预混物从双螺杆挤出机主加料口加入，按照配比在侧喂料口加入增强组份，物料在双螺杆挤出机中熔融塑化、挤出冷却、切粒干燥得到辐照交联用聚酰胺改性材料基体。
[0013]辐照交联用聚酰胺改性基体与辐照交联剂母粒按照一定比例混合，经注塑成型，再经辐照加工，得到辐照交联的聚酰胺制件。
[0014]所述辐照加工为伽马射线或电子束辐照，辐照剂量为50~200kGy。
[0015]与现有技术相比，本专利技术有益效果在于：通过阻燃增强聚酰胺的配方设计及交联剂母粒配比的选择，可以简单方便地添加到常规聚酰胺树脂或改性粒子中，使得体系中的交联剂含量保持非常稳定的水平，确保材料品质稳定性。通过注塑、挤出等成型方式得到可辐照交联的制件，再通过伽马射线或电子束进行辐照得到交联聚酰胺制件，提高聚酰胺产品综合性能。使用交联剂母粒的方式制备辐照交联聚酰胺的方法比常规直接添加交联剂改性方法更加方便有效，同样交联程度的制品使用交联母粒的方法需要的交联剂含量更低，能够显著降低原料成本。
具体实施方式
[0016]此处以PA66增强阻燃体系为例，通过具体实施例和对比例，进一步阐述本专利技术实质性内容。
[0017]实施例和对比例所使用的原材料及助剂信息，具体如下：聚酰胺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于辐照交联的阻燃增强聚酰胺复合材料，由以下质量份数原料组成：聚酰胺树脂：20~60份交联剂母粒：8~40份阻燃剂：10
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25份增强组份：10
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50份抗氧剂：0.1~2份偶联剂：0.1~2份润滑剂：0.1
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2份。2.根据权利要求1所述的用于辐照交联的阻燃增强聚酰胺复合材料，作为优选，由以下质量份数原料组成：聚酰胺树脂：20~50份交联剂母粒：10~20份增强组份：20
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50份抗氧剂：0.2~1.5份偶联剂：0.1~1.5份润滑剂：0.2
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1.5份。3.根据权利要求1所述的用于辐照交联的阻燃增强聚酰胺复合材料，其特征在于，所述的聚酰胺树脂可以是脂肪族聚酰胺树脂PA6、PA66、PA11、PA12、PA46、PA610、PA1010、PA1012及芳香族尼龙PPA、PA9T、PA10T及其他尼龙品种中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的用于辐照交联的阻燃增强聚酰胺复合材料，其特征在于，所述交联剂母粒为中广核俊尔Rlinker系列产品，它是以各种尼龙为载体，含有一种或几种含有多个碳碳双键的不饱和单体类高浓度母粒；其中交联剂是三烯丙基氰尿酸酯（TAC）、三烯丙基异氰尿酸酯（TAIC）、三甲代烯丙基异氰尿酸酯（TMAIC）、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPTMA）中一种或多种，母粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄瑞杰，陈晓敏，宋玉兴，田际波，陈智文，伍贤友，王潮，
申请(专利权)人：中广核俊尔新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：