一种无卤阻燃玻璃纤维增强尼龙及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种无卤阻燃玻璃纤维增强尼龙及其制备方法和应用，所述无卤阻燃玻璃纤维增强尼龙的制备原料按照重量百分比计，包括如下组分：尼龙30

【技术实现步骤摘要】
一种无卤阻燃玻璃纤维增强尼龙及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于无卤阻燃
，涉及一种无卤阻燃玻璃纤维增强尼龙及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]玻纤增强尼龙(主要指尼龙66、尼龙6)，由于具有机械强度高、耐疲劳性能突出、耐腐蚀、耐热性能好、表面光滑、耐候性等性能特点而被广泛应用于机械结构、电子电器、运动器材和纺织等领域。通常的玻纤增强尼龙为易燃材料，近年来，随着电子电器的快速发展，对应用在这一领域的玻纤增强尼龙的阻燃性能提出了更高的要求。
[0003]目前，玻纤增强尼龙材料的阻燃，包括了两类基本的阻燃体系：卤系阻燃体系和非卤阻燃体系。由于卤系阻燃剂耐高温稳定性差，漏电起痕指数低，同时含有燃烧过程中会产生浓烟及溴化氢等有害物质，因而开发使用安全、环保型的无卤阻燃剂成为行业内的共识。
[0004]目前，市场上应用较多的玻纤增强尼龙工程塑料用无卤阻燃剂是基于有机次膦酸盐的磷氮复配体系。如二乙基次膦酸铝阻燃剂与聚磷酸三聚氰胺协效剂复配。由此得到的复配型阻燃剂磷含量高、耐热稳定性好，在燃烧过程中可发挥磷、氮阻燃剂的协同作用，因而表现出较高的阻燃效率。但该类阻燃剂在实际使用过程中也面临一些不足，主要表现在：1)玻纤增强尼龙的加工温度较高，聚磷酸三聚氰胺在较高的加工温度下，会分解产生少量的酸性物质，对设备产生腐蚀，缩短了设备使用寿命；同时酸性物质的产生，加速了尼龙树脂的分解，影响了尼龙制品的机械性能；2)该含氮化合物，聚磷酸三聚氰胺协效剂在加工过程中容易在模具上析出，生产一段时间后即需要停机，清洗模具，影响了生产效率；少量的聚磷酸三聚氰胺还会在制品表面析出，影响了制品的外观。
[0005]综上所述，将现有的无卤阻燃剂用于玻纤增强尼龙工程塑料，存在着高温下腐蚀设备、影响生产效率、阻燃剂在模具及制件表面析出等问题，这些给玻纤增强尼龙工程塑料的加工、使用带来了难度。
[0006]CN103450672A公开了一种无卤阻燃玻璃纤维增强尼龙6粒子及制备方法，该粒子按重量比包括20～50％尼龙6树脂、10～35％玻璃纤维、10～30％难燃树脂、10～20％红磷母料、0～15％协助阻燃剂、2～10％增韧剂、0.1～1％抗氧剂和0.2～1.5％辅助加工助剂。该产品具有高强度、高模量、蠕变小吸湿性小的特点，还具有阻燃性能优异，机械强度高，耐高温、质轻、易加工的特点，并且能满足人们对环保的要求，该专利技术的制备方法操作简单适合工业化生产。但该专利技术的粒子的阻燃性能还有待进一步提高。
[0007]因此，在本领域中期待开发一种新型的无卤阻燃复配物及包含其的无卤阻燃玻璃纤维增强尼龙。

技术实现思路

[0008]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种无卤阻燃玻璃纤维增强尼龙及其制备方法和应用。本专利技术的无卤阻燃玻璃纤维增强尼龙具有较好的阻燃性能。
[0009]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供一种无卤阻燃玻璃纤维增强尼龙，所述无卤阻燃玻璃纤维增强尼龙的制备原料按照重量百分比计，包括如下组分：
[0011]尼龙
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30
‑
60％；
[0012]玻璃纤维
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20
‑
40％；
[0013]无卤阻燃复配物
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10
‑
30％；
[0014]所述无卤阻燃复配物包括有机磷阻燃剂和亚磷酸铝
‑
烷基亚磷酸铝复合盐，以无卤阻燃复配物的质量为100％计，所述有机磷阻燃剂的含量为70
‑
90％(例如70％、72％、75％、80％、85％、90％、95％或99％等)，所述亚磷酸铝
‑
烷基亚磷酸铝复合盐的含量为10
‑
30％(例如10％、15％、18％、20％、25％或30％等)。
[0015]在本专利技术中，亚磷酸铝
‑
烷基亚磷酸铝复合盐具有阻燃效率高、耐热稳定性高等优点，其与有机磷阻燃剂通过特定的比例复配后使用，表现出优异的阻燃效率，并且在加工使用过程中不析出、不腐蚀加工设备。同时，亚磷酸铝
‑
烷基亚磷酸铝复合盐的存在，提高了该无卤阻燃复配物的阻燃效率，降低了阻燃剂的用量。本专利技术的无卤阻燃玻璃纤维增强尼龙中添加有无卤阻燃复配物，使得其具有优良的综合性能以及较好的阻燃性能。
[0016]在本专利技术中，所述无卤阻燃玻璃纤维增强尼龙的制备原料中，尼龙的用量可以为30％、35％、40％、45％、50％、55％或60％等。
[0017]在本专利技术中，所述无卤阻燃玻璃纤维增强尼龙的制备原料中，玻璃纤维的用量可以为20％、25％、30％、35％或40％等。
[0018]在本专利技术中，所述无卤阻燃玻璃纤维增强尼龙的制备原料中，无卤阻燃复配物的用量可以为10％、15％、20％、25％或30％等。
[0019]优选地，所述有机磷阻燃剂包括二烷基次磷酸盐和/或DOPO桥基衍生物。
[0020]优选地，所述二烷基次磷酸盐具有式A所示结构：
[0021][0022][0023]其中，R1、R2各自独立地选自乙基、丙基或丁基中的任意一种，具体为乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基中的任意一种；Y选自镁、钙、铝或锌中的任意一种，优选为铝或锌；x为2
‑
4的整数，例如2、3或4。
[0024]优选地，所述二烷基次磷酸盐为二乙基次膦酸铝。
[0025]优选地，所述DOPO桥基衍生物具有式B所示结构：
[0026][0027]其中，R3、R4各自独立地选自氢、C1‑
C4的烷基、硝基(
‑
NO2)或氨基(
‑
NH2)中的任意一种；n为1
‑
4的整数，例如1、2、3或4。
[0028]优选地，R3、R4均为氢，n为1，即DOPO桥基衍生物为DOPO乙基桥基衍生物。
[0029]优选地，所述亚磷酸铝
‑
烷基亚磷酸铝复合盐通过方法一：亚磷酸、烷基亚磷酸与铝源发生中和反应或者通过方法二：亚磷酸盐、烷基亚磷酸盐与铝盐发生复分解反应制备得到。
[0030]作为本专利技术的优选技术方案，通过方法一或方法二制备得到的亚磷酸铝
‑
烷基亚磷酸铝复合盐，不同于亚磷酸铝与烷基亚磷酸铝的直接物理混合，该化合物为通过离子键的方法形成的特定的化合物。其在保证原有亚磷酸铝阻燃效率的同时，还可以减少亚磷酸铝在高温加工使用过程中对螺杆、模头等设备的腐蚀。
[0031]优选地，所述方法一包括以下步骤：
[0032]将亚磷酸、烷基亚磷酸和水混合，而后加入铝源、反应助剂，升温，反应，后处理，得到所述亚磷酸铝
‑
烷基亚磷酸铝复合盐。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃玻璃纤维增强尼龙，其特征在于，所述无卤阻燃玻璃纤维增强尼龙的制备原料按照重量百分比计，包括如下组分：尼龙
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30
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60％；玻璃纤维
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20
‑
40％；无卤阻燃复配物
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10
‑
30％；所述无卤阻燃复配物包括有机磷阻燃剂和亚磷酸铝
‑
烷基亚磷酸铝复合盐，以无卤阻燃复配物的质量为100％计，所述有机磷阻燃剂的含量为70
‑
90％，所述亚磷酸铝
‑
烷基亚磷酸铝复合盐的含量为10
‑
30％。2.根据权利要求1所述的无卤阻燃玻璃纤维增强尼龙，其特征在于，所述有机磷阻燃剂包括二烷基次磷酸盐和/或DOPO桥基衍生物；优选地，所述二烷基次磷酸盐具有式A所示结构：其中，R1、R2各自独立地选自乙基、丙基或丁基中的任意一种；Y选自镁、钙、铝或锌中的任意一种，优选为铝或锌；x为2
‑
4的整数；优选地，所述二烷基次磷酸盐为二乙基次膦酸铝；优选地，所述DOPO桥基衍生物具有式B所示结构：所述DOPO桥基衍生物具有式B所示结构：其中，R3、R4各自独立地选自氢、C1‑
C4的烷基、硝基或氨基中的任意一种；n为1
‑
4的整数；优选地，R3、R4均为氢，n为1。3.根据权利要求1或2所述的无卤阻燃玻璃纤维增强尼龙，其特征在于，所述亚磷酸铝
‑
烷基亚磷酸铝复合盐通过方法一：亚磷酸、烷基亚磷酸与铝源发生中和反应或者通过方法二：亚磷酸盐、烷基亚磷酸盐与铝盐发生复分解反应制备得到。4.根据权利要求3所述的无卤阻燃玻璃纤维增强尼龙，其特征在于，所述方法一包括以下步骤：将亚磷酸、烷基亚磷酸和水混合，而后加入铝源、反应助剂，升温，反应，后处理，得到所述亚磷酸铝
‑
烷基亚磷酸铝复合盐；
优选地，所述亚磷酸具有C1所示结构，所述烷基亚磷酸具有D1所示结构：其中，R5选自甲基、乙基、丙基或丁基中的任意一种；优选地，所述铝源包括氧化铝、氢氧化铝、羟基氧化铝、拟薄水铝石或勃母石中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述反应助剂包括酸，优选为硫酸、盐酸或硝酸中的任意一种；优选地，以亚磷酸和烷基亚磷酸的总摩尔含量为100％计，所述亚磷酸的摩尔含量为60.0
‑
99.8％，所述烷基亚磷酸的摩尔含量为0.2
‑
40.0％；优选地，所述亚磷酸和烷基亚磷酸的摩尔数之和与所述铝源中铝离子的摩尔数的比为(1.5
‑
1.8):1；优选地，所述反应助剂的摩尔数为所述铝源中铝离子摩尔数的1
‑
20％；优选地，所述升温为升温至100
‑
200℃；优选地，所述反应的时间为2
‑
8h；优选地，所述后处理包括过滤、洗涤和烘干。5.根据权利要求3所述的无卤阻燃玻璃纤维增强尼龙，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金忠，杨建伟，
申请(专利权)人：江苏利思德新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：