一种无卤阻燃波纹管材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种无卤阻燃波纹管材料及其制备方法。通过包含如下组分的原料制备得到：S1聚酰胺、S2聚酰胺包覆的次磷酸盐、S3增韧剂、S4包含润滑剂、抗氧剂的助剂包。聚酰胺包覆的次磷酸金属盐使得阻燃剂被紧紧包覆在聚酰胺内部，一方面提高了阻燃剂的耐热性，防止产生毒性气体危害人体，另一方面提高了阻燃剂和基体树脂的相容性。无需添加增塑剂，利用氯化金属盐的络合作用破坏聚酰胺的结晶结构达到塑化聚酰胺，提高材料流动性的要求。本发明专利技术制备的复合材料可达到V0级别阻燃，管路挤出过程中无烟、环境友好，挤出的波纹管材料表面光滑，且韧性和成型极佳，可以满足使用要求。可以满足使用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种无卤阻燃波纹管材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料及加工领域，具体涉及一种表面光亮、高韧性的无卤阻燃波纹管材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]尼龙是一种广泛使用的工程塑料，它具有强度高、韧性好、耐温高等众多优异的性能。但是尼龙材料作为管路材料进行挤出时由于硬度太大、模量高、易燃等往往需要加入大量的增塑剂和阻燃剂。目前市面常见、性价比最高的增塑剂为N
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甲基苯磺酰胺，由于它的沸点仅为165
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170℃，因此在挤出的过程中容易部分挥发导致机头的烟雾略大，对现场的工人健康影响极大。
[0003]次磷酸盐是一种成本低廉、磷含量极高(40％左右)的阻燃剂，被广泛应用在PET、PBT、PA、TPU、ABS等树脂中。但在使用过程中存在几个缺点：(1)当温度略高超过130℃时容易分解生成剧毒的PH3气体，对人体和环境危害极大。分解产生的气体会使粒子表面光泽度降低且有气孔出现。(2)直接将次磷酸盐加入聚酰胺树脂中由于阻燃剂粒径较大，以无机物形成存在，会在粒子表观形成白色的麻点。(3)次磷酸盐以气相阻燃为主，凝聚相阻燃能力略差，使用过程中需要搭配协效剂使用。
[0004]目前关于这方面的文献、专利报道较少。中国专利CN112457663A报道了阻燃尼龙波纹管改性材料及其制备方法，直接选用PA和阻燃剂共混挤出，这样制得的管子一方面太硬，此外阻燃剂未经处理容易出现粒子表面气孔多、麻点多的情况。中国专利CN110079021A报道了一种用于波纹管的耐高温老化阻燃聚丙烯材料及其制备方法，使用的是卤系阻燃剂，对于环境和人体伤害极大。中国专利CN103242652A报道了一种汽车波纹管的挤出成型用的阻燃塑胶改性材料及其制备方法，在PA6中添加PA12、DBDPE、三氧化二锑达到阻燃、增韧的效果，这种方法制备的管材料使用卤系阻燃剂，一旦火灾产生的毒性气体对于人体危害极大。中国专利CN1696120A报道了聚酰胺树脂溶液为反应介质合成三聚氰胺氰尿酸及其制备方法，采用三聚氰胺和尿氰酸反应生成MCA解决了阻燃剂粒径过大的问题，但是该方法制得的材料做不到V0阻燃，此外由于低温冲击差依然需要额外引入增塑剂。
[0005]因此，解决无机次磷酸铝易分解，在聚酰胺基体中分散不良，对粒子表观造成气孔、麻点；增塑剂容易挥发气味大，制备一种表面光亮、高韧性的阻燃波纹管材料非常重要。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种表面光亮、高韧性的无卤阻燃波纹管材料及其制备方法。解决了无机次磷酸盐在聚酰胺基体中的分散，加工过程易分解的问题。此外，本专利技术不使用易挥发的增塑剂软化聚酰胺，最终制备了一种表面光亮、高韧性的阻燃波纹管材料。
[0007]为实现以上专利技术目的，本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种表面光亮、高韧性的无卤阻燃波纹管材料，通过包含如下组分的原料制备得到：
[0009]S1、聚酰胺，65～85份，优选70份～80份；
[0010]S2、聚酰胺包覆的次磷酸盐，10
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35份，优选15
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25份；
[0011]S3、增韧剂5
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10份，优选6
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8份
[0012]S4、助剂包，含润滑剂0.01～0.1份，优选0.05～0.08份；抗氧剂0.2～2份，优选0.4～1份；
[0013]以上所述的份为质量份。
[0014]作为一个优选的方案，本专利技术所述的无卤阻燃波纹管材料不含增塑剂。
[0015]本专利技术中，所述S1选用聚酰胺包括PA6、PA66、PA610、PA612、PA1012、PA11、PA12中的一种或者多种，优选PA1012、PA11、PA12中的一种或者多种。
[0016]本专利技术中，所述S2聚酰胺包覆的次磷酸盐，其制备方法包括以下步骤：
[0017](1)向聚酰胺树脂的磷酸均相溶液中加入NaH2PO2·
H2O搅拌30
‑
80min，优选40
‑
60min；然后滴加氯化金属盐溶液，反应30
‑
100min，优选50
‑
80min；
[0018](2)向步骤(1)产物中，加入氨水中和至pH＝6
‑
7，使得溶解的聚酰胺树脂析出成膜，得到聚酰胺包覆次磷酸盐；
[0019](3)将步骤(2)产物经过过滤、干燥、粉粹后得到粉末状产品。
[0020]本专利技术所述聚酰胺树脂的磷酸均相溶液的制备方法，包括以下步骤：将聚酰胺树脂、磷酸溶液混合加热到40
‑
100℃，优选60
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80℃；搅拌20
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100min，优选40
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60min使得聚酰胺树脂溶解成均相溶液。
[0021]本专利技术中，磷酸溶液浓度为50
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98wt％，优选60
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80wt％。
[0022]本专利技术中，所述聚酰胺树脂重量和磷酸溶液体积比为1:5
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1:20。
[0023]本专利技术中，所述氯化金属盐为氯化铝、氯化镧、氯化铈等中的一种或多种。
[0024]本专利技术中，所述NaH2PO2·
H2O与氯化金属盐的质量比1：2
‑
1:5，优选1:3
‑
1:4。
[0025]本专利技术所述步骤(1)中，氯化金属盐和NaH2PO2·
H2O在磷酸溶液中反应得到无机次磷酸盐。磷酸溶液是聚酰胺树脂的溶剂也是阻燃剂生成的催化剂，随着过量氯化金属盐的加入，金属离子会和酰胺键络合从而破坏原有的氢键，使得聚酰胺树脂的结晶度下降，变得柔软。
[0026]本专利技术所述步骤(2)中，当加入氨水后体系酸性下降，塑化的聚酰胺树脂逐渐沉淀析出在阻燃剂表面成膜，实现了两者的原位包覆，获得塑化聚酰胺树脂包覆无机次磷酸盐。通过这种方式获得的无机次磷酸盐一方面热稳定性得到提高，使用过程中的安全性得到保障，另一方面由于表层被聚酰胺包覆，不会因为无机阻燃剂引入造成粒子表观发白的情况出现。
[0027]此外，随着氨水的加入，体系中原有的磷酸和氨水反应生成具有凝聚相阻燃效果的磷酸铵也会随着无机次磷酸盐的生成聚集在表面，加入体系的凝聚相成炭效果。从而结合次磷酸盐的气相阻燃，达到很好地协同效果。
[0028]本专利技术中，增韧剂为乙烯丙烯嵌段共聚物接枝极性基团、尼龙弹性体、环氧类增韧剂等，优选尼龙弹性体。
[0029]本专利技术中，所述抗氧剂为铜盐类抗氧剂、磷酸盐类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、高分子类抗氧剂中的一种或多种，优选铜盐类抗氧剂，更优选H1607、H3336、H3376、H3344、S5050、S5070、LXR568、S80、608中的一种或多种。
[0030]本专利技术中，所述润滑剂为氟类、蜡类、硅酮类中的一种或多种，优选PTFE、AC540A。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃波纹管材料，通过包含如下组分的原料制备得到：S1、聚酰胺，65～85份，优选70份～80份；S2、聚酰胺包覆的次磷酸盐，10
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35份，优选15
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25份；S3、增韧剂5
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10份，优选6
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8份S4、助剂包，含润滑剂0.01～0.1份，优选0.05～0.08份；抗氧剂0.2～2份，优选0.4～1份；以上所述的份为质量份。2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，S1选用聚酰胺包括PA6、PA66、PA610、PA612、PA1012、PA11、PA12其中的一种或多种。3.根据权利要求1或2所述的材料，其特征在于，所述S2聚酰胺包覆的次磷酸盐，其制备方法包括以下步骤：(1)向聚酰胺树脂的磷酸均相溶液中加入NaH2PO2·
H2O搅拌30
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80min，优选40
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60min；然后滴加氯化金属盐溶液，反应30
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100min，优选50
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80min；(2)向步骤(1)产物中，加入氨水中和至pH＝6
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7，使得溶解的聚酰胺树脂析出成膜，得到聚酰胺包覆次磷酸盐；(3)将步骤(2)产物经过过滤、干燥、粉粹后得到粉末状产品。4.根据权利要求3所述的材料，其特征在于，所述的氯化金属盐为氯化铝、氯化镧、氯化铈中的一种或多种。5.根据权利要求3所述的材料，其特征在于，所述聚酰...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪少思，祁先勇，陈连清，邵有国，石耀东，杨峰，
申请(专利权)人：万华化学宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：