一种红磷阻燃聚酰胺复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种红磷阻燃聚酰胺复合材料，按重量份数计，包括组分：脂肪族聚酰胺树脂20

【技术实现步骤摘要】
一种红磷阻燃聚酰胺复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及工程塑料
，具体涉及一种红磷阻燃聚酰胺复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]红磷阻燃聚酰胺具有优异的阻燃性能、力学性能、低烟、性价比高和电性能等优点，被广泛应用于电器开关、连接器和低压断路器等电子电器领域。随着技术的不断迭代更新，电子电器行业呈现高电流、薄壁化、小型化和集成化的发展趋势，这要求红磷阻燃聚酰胺材料具有更优的阻燃性能和灼热丝性能。
[0003]现有技术中，通常采用增加红磷阻燃剂的用量，或者引入阻燃协效剂，如硼酸锌、氢氧化镁或蒙脱土等，来提高材料的阻燃性能。但研究发现，上述提高阻燃性能的方法并不能很好的改善材料的灼热丝性能。
[0004]中国专利CN106336658A公开了一种红磷阻燃PA66/POK合金，具有较高的GWIT，但POK易降解，且热老化性能差，与PA66加工匹配性较差，不适合工业化应用，大多停留在研究阶段。中国专利CN102702734A将PA66、PPE、红磷母粒和玻纤复配，制备了具有高耐热高灼热丝的红磷阻燃尼龙，但PPE韧性差、且与PA66相容性差，会严重降低复合材料的缺口冲击性能，此外PPE流动性差，会影响材料的注塑外观。美国专利US4136154 A采用有机次磷酸铝与红磷母粒协效阻燃PA66，提高材料的灼热丝温度，这是目前工业化比较好的方案，但有机次磷酸铝对阻燃聚酰胺复合物的力学性能损伤较大，而且有机次磷酸铝热稳定较差，注塑过程中会有一定的降解，导致气体过多，造成制件表面有起痕、焦烧和困气的现象，严重影响材料的外观。可见，目前对于如何高效提高红磷阻燃聚酰胺灼热丝性能仍存在一定的技术困难。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种红磷阻燃聚酰胺复合材料，阻燃性能和灼热丝性能优异，且其注塑制件具有良好外观。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供上述红磷阻燃聚酰胺复合材料的制备方法。
[0007]本专利技术的再一目的在于提供上述红磷阻燃聚酰胺复合材料的应用本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种红磷阻燃聚酰胺复合材料，按重量份数计，包括以下组分：脂肪族聚酰胺树脂
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20
‑
70份；芳香族聚酰胺树脂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ5‑
20份；玻璃纤维
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10
‑
50份；红磷阻燃剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ8‑
20份；协效剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
5份。
[0008]优选的，所述的红磷阻燃聚酰胺复合材料，按重量份数计，包括以下组分：
脂肪族聚酰胺树脂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
30
‑
60份；芳香族聚酰胺树脂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ5‑
15份；玻璃纤维
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
20
‑
40份；红磷阻燃剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ8‑
15份；协效剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
2份。
[0009]优选的，所述脂肪族聚酰胺树脂选自PA6、PA56或PA66中的任意一种或几种。
[0010]所述芳香族聚酰胺树脂选自由具有式（Ⅰ）结构的单体缩聚而成的聚酰胺中的任意一种或几种；
ꢀꢀꢀꢀ
式（Ⅰ）；其中，n为4
‑
10的正整数。
[0011]优选的，所述芳香族聚酰胺树脂选自PA MXD6、PA MXD8、PA MXD10或PA MXD12中的任意一种或几种；更优选的，所述芳香族聚酰胺树脂选自PA MXD6或PA MXD10中的任意一种或几种。
[0012]本专利技术经研究发现，通过引入由间苯二甲胺缩合形成的芳香族聚酰胺，其与脂肪族聚酰胺具有较好的相容性，可以有效提高材料的强度和模量，且间苯二甲亚胺的胺基与红磷反应，在协效剂共同作用下，提高材料的成碳速度和成碳质量，从而显著改善材料的灼热丝性能和阻燃性能；另一方面，芳香族聚酰胺可以降低红磷阻燃聚酰胺复合物的结晶速度，使得熔体有足够时间包覆玻璃纤维和复制模具，从而能够有效改善注塑制件外观。
[0013]本专利技术所述的玻璃纤维为选自E玻璃纤维、H玻璃纤维、R,S玻璃纤维、D玻璃纤维或C玻璃纤维中的任意一种或几种；优选的，所述玻璃纤维选自E玻璃纤维。
[0014]所述红磷阻燃剂选自红磷或红磷母粒中的任意一种或几种；优选的，所述红磷阻燃剂选自微胶囊包覆红磷母粒。
[0015]所述的协效剂选自硼酸锌、氢氧化镁、氢氧化铝或蒙脱土中的任意一种或几种；优选的，所述协效剂选自硼酸锌。
[0016]根据材料性能需求，本专利技术所述的红磷阻燃聚酰胺复合材料，按重量份数计，还包括0.1
‑
0.5份抗氧剂。
[0017]所述抗氧剂选自受阻酚抗氧剂、受阻胺抗氧剂或铜盐中的任意一种或几种。铜盐是本
对铜盐抗氧剂的统称，主要来自巴斯夫，目前市场应用比较广的是无机铜盐，有机铜盐主要用于改善CTI性能。
[0018]本专利技术对抗氧剂的种类和来源没有特别要求，技术人员可以根据实际情况需求选择抗氧剂种类添加。
[0019]本专利技术还提供上述红磷阻燃聚酰胺复合材料的制备方法，包括以下步骤：按照配比，将除玻璃纤维外的各组分混合均匀后得到混合料；将混合料从主喂口下料，玻璃纤维侧喂下料，经熔融共混挤出后，冷却、切粒，制备得到红磷阻燃聚酰胺复合材料。
[0020]进一步优选的，所述熔融共混挤出选用双螺杆挤出机。
[0021]优选地，所述双螺杆挤出机的温度为80
‑
280℃。
[0022]优选地，所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为（40
‑
48）：1。
[0023]优选地，所述双螺杆挤出机的螺杆的转速为250
‑
350rpm。
[0024]本专利技术还提供上述红磷阻燃聚酰胺复合材料在电子电器领域的应用。具体的，可用于制备电器开关、连接器或低压断路器。
[0025]本专利技术具有如下有益效果：本专利技术的红磷阻燃聚酰胺复合材料，通过引入具有特殊结构的芳香族聚酰胺，与红磷阻燃剂、协效剂协同作用，能够显著改善材料的灼热丝性能（GWIT可达到775℃）和阻燃性能（达到0.8mm的UL94 V
‑
0阻燃等级），同时保持较高的力学强度和模量，且具有良好的注塑制件外观，能够满足电子电器行业在高电流、薄壁化、小型化和集成化的发展趋势下对材料的使用要求，进一步拓宽了红磷阻燃聚酰胺复合材料在电子电器领域的应用。
具体实施方式
[0026]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种红磷阻燃聚酰胺复合材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：脂肪族聚酰胺树脂
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20
‑
70份；芳香族聚酰胺树脂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ5‑
20份；玻璃纤维
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10
‑
50份；红磷阻燃剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ8‑
20份；协效剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
5份。2.根据权利要求1所述的红磷阻燃聚酰胺复合材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：脂肪族聚酰胺树脂
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30
‑
60份；芳香族聚酰胺树脂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ5‑
15份；玻璃纤维
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
20
‑
40份；红磷阻燃剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ8‑
15份；协效剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1‑
2份。3.根据权利要求1所述的红磷阻燃聚酰胺复合材料，其特征在于，所述脂肪族聚酰胺树脂选自PA6、PA56或PA66中的任意一种或几种。4.根据权利要求1所述的红磷阻燃聚酰胺复合材料，其特征在于，所述芳香族聚酰胺树脂选自由具有式（Ⅰ）结构的单体缩聚而成的聚酰胺中的任意一种或几种；
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式（Ⅰ）；其中，n为4
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚军，黄险波，叶南飚，王丰，丁超，郑一泉，陈平绪，金雪峰，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：