一种阻燃性聚酰胺玻纤组合物及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种阻燃性聚酰胺玻纤组合物及其制备方法，按重量份计，所述阻燃性聚酰胺玻纤组合物包括：40

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃性聚酰胺玻纤组合物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种工程塑料
，具体为一种阻燃性聚酰胺玻纤组合物及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚酰胺(PA)具有耐磨、自润滑、易加工、耐溶剂、力学强度高等良好的综合性能，比强度高于金属。常用在工程塑料中的聚酰胺有聚酰胺6和聚酰胺66，虽然具有一定阻燃性，但仍不能满足现代人们生活及工业发展对阻燃性能的需求，常常需要通过改性来提高阻燃性能。但是加入过量阻燃剂又会影响聚酰胺的机械性能。因此，本领域迫切需要一种具有高阻燃性且具备良好机械性能的聚酰胺复合材料及其制备方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术一实施方式提供了一种阻燃性聚酰胺玻纤组合物，按重量份计，包括：40
‑
65份的聚酰胺树脂，25
‑
40份玻璃纤维，0
‑
20份阻燃剂，0.2
‑
1份抗氧化剂，0.1
‑
2份其他助剂；
[0004]所述聚酰胺树脂的制备原料包括戊二胺和二酸，所述二酸包括脂肪族二酸和芳香族二酸；所述脂肪族二酸包括丁二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸、十四碳二元酸、十五碳二元酸、十六碳二元酸、十七碳二元酸、十八碳二元酸中的一种或多种；所述芳香族二酸包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸中的一种或者多种；
[0005]所述戊二胺和二酸的摩尔比为1
‑
1.05：1。
[0006]本专利技术一实施方式还提供了一种阻燃性聚酰胺玻纤组合物的制备方法，包括如下步骤：所述制备方法包括将聚酰胺树脂、玻璃纤维、阻燃剂、抗氧化剂及其他助剂混合，优选通过熔融挤出机捏合，更优选通过双螺杆挤出机捏合；
[0007]优选地，所述制备方法包括将所述聚酰胺树脂、阻燃剂、抗氧化剂及其他助剂加入搅拌机中进行混合得到预混物，再在高于所述聚酰胺树脂熔点15
‑
40℃的温度对所述预混物进行熔融混炼、并同时向所述预混物中加入玻璃纤维，经混合、挤出、冷却，得到聚酰胺玻纤组合物。
[0008]本专利技术提供的聚酰胺玻纤组合物的拉伸强度为170
‑
220MPa，和/或，
[0009]弯曲强度为200
‑
280MPa，弯曲模量为6500
‑
11000MPa，和/或，
[0010]缺口冲击强度为6.5
‑
13J/m2，和/或，
[0011]阻燃性为UL94达到V0级别，极限氧指数为26.5％(V/V)以上，和/或，
[0012]热变形温度温度为190
‑
250℃。
[0013]本专利技术一实施方式的聚酰胺玻纤组合物不仅具有生物基来源，而且阻燃性达到UL94中的V0级别，机械性能优异，能够广泛适用于对阻燃效果、尺寸稳定性要求较高的各类工程塑料领域。
具体实施方式
[0014]体现本专利技术特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本专利技术能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术的范围，且其中的描述在本质上是当作说明之用，而非用以限制本专利技术。
[0015]本专利技术提供了一种阻燃性聚酰胺玻纤组合物，按重量份计，包括：40
‑
65份的聚酰胺树脂，25
‑
40份玻璃纤维，0
‑
20份阻燃剂，0.2
‑
1份抗氧化剂，0.1
‑
2份其他助剂；
[0016]所述聚酰胺树脂的制备原料包括戊二胺和二酸，所述二酸包括脂肪族二酸和芳香族二酸；所述脂肪族二酸包括丁二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸、十四碳二元酸、十五碳二元酸、十六碳二元酸、十七碳二元酸、十八碳二元酸中的一种或多种；所述芳香族二酸包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸中的一种或者多种；
[0017]所述戊二胺和二酸的摩尔比为1
‑
1.05：1。
[0018]于一实施方式中，所述戊二胺可由生物基原料通过发酵法或酶转化法制备而成。
[0019]于一实施方式中，所述戊二胺和二酸的摩尔比为1.05：1。
[0020]于一实施方式中，所述二酸为己二酸和对苯二甲酸，且己二酸和对苯二甲酸的摩尔比为1：0.1
‑
1.5，优选为1：0.3
‑
1.3，更优选为1：0.4
‑
0.5。
[0021]于一实施方式中，所述聚酰胺树脂在25℃、96％浓硫酸中的相对粘度为2
‑
4，进而优选为2.5
‑
3.2。所述相对粘度通过乌氏粘度计浓硫酸法测定：准确称量干燥后的聚酰胺树脂0.25
±
0.0002g，加入50mL浓硫酸(96wt％)溶解；在25℃恒温水浴槽中测量并记录浓硫酸流经时间t0和聚酰胺样品溶液流经时间t；粘数计算公式：相对粘度＝t/t0；t—溶液流经时间；t0—溶剂流经时间。
[0022]于一实施方式中，所述聚酰胺树脂熔点为260
‑
278℃，含水率800
‑
2000ppm，端氨基45
‑
55mmol/kg。
[0023]于一实施方式中，所述聚酰胺树脂的制备方法包括如下步骤：(1)反应装置温度升至40
‑
80℃，如45℃、50℃、60℃、65℃、70℃、75℃等，惰性气体氛围下，将水、戊二胺和二酸混合制得浓度为30
‑
70wt％的聚酰胺盐水溶液；(2)将所述聚酰胺盐水溶液转移至聚合装置中，惰性气体氛围下加热，釜内温度升至230
‑
310℃，聚合装置内压力升至0.7
‑
2.5MPa，保持60
‑
180分钟；然后在30
‑
120分钟内排气降压至常压，同时升高聚合装置内温度至260
‑
340℃；抽真空使聚合装置内压力降至
‑
0.02
‑
0.08MPa，维持30
‑
120分钟，得到所述聚酰胺树脂。
[0024]于一实施方式中，所述反应装置是成盐釜，所述聚合装置是聚合釜。
[0025]于一实施方式中，所述聚酰胺盐水溶液取样稀释至浓度为10wt％时，pH值控制在7.5
‑
9.0。
[0026]于一实施方式中，所述惰性气体包括氮气、氩气或氦气。
[0027]于一实施方式中，所述聚酰胺盐溶液的浓度可以为45wt％、50wt％、55wt％、60wt％、65wt％、70wt％或75wt％。
[0028]于一实施方式中，所述聚酰胺树脂和玻璃纤维的质量比为49
‑
65：25
‑
40。
[0029]于一实施方式中，所述玻璃纤维包括E...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻燃性聚酰胺玻纤组合物，按重量份计，包括：40
‑
65份的聚酰胺树脂，25
‑
40份玻璃纤维，0
‑
20份阻燃剂，0.2
‑
1份抗氧化剂，0.1
‑
2份其他助剂；所述聚酰胺树脂的制备原料包括戊二胺和二酸，所述二酸包括脂肪族二酸和芳香族二酸；所述脂肪族二酸包括丁二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸、十四碳二元酸、十五碳二元酸、十六碳二元酸、十七碳二元酸、十八碳二元酸中的一种或多种；所述芳香族二酸包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸中的一种或者多种；所述戊二胺和二酸的摩尔比为1
‑
1.05：1。2.根据权利要求1所述的阻燃性聚酰胺玻纤组合物，其特征在于，所述二酸为己二酸和对苯二甲酸，且己二酸和对苯二甲酸的摩尔比为1：0.1
‑
1.5。3.根据权利要求1所述的阻燃性聚酰胺玻纤组合物，其特征在于，所述聚酰胺树脂在25℃、96％浓硫酸中的相对粘度为2
‑
4；熔点为260
‑
278℃；含水率为800
‑
2000ppm；端氨基为45
‑
55mmol/kg。4.根据权利要求1所述的阻燃性聚酰胺玻纤组合物，其特征在于，所述玻璃纤维选自E
‑
玻璃纤维、S
‑
玻璃纤维、D
‑
玻璃纤维、C
‑
玻璃纤维、L
‑
玻璃纤维、M
‑
玻璃纤维中的任意一种；优选为长度为3
‑
5毫米的短切玻璃纤维。5.根据权利要求1所述的阻燃性聚酰胺玻纤组合物，其特征在于，所述阻燃剂包括含磷阻燃剂、卤素阻燃剂、氮系阻燃剂或无机阻燃剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：李园平，官冰，刘修才，
申请(专利权)人：CIBT美国公司山西合成生物研究院有限公司凯赛太原生物材料有限公司，
类型：发明
国别省市：