一种无卤阻燃聚酰胺PA6及其制备方法技术

一种无卤阻燃聚酰胺PA6及其制备方法，涉阻燃材料技术领域，解决现有普通阻燃聚酰胺材料不环保、不能用于车辆内装材料中的技术不足，技术手段包括：PA6 65～85份，无卤阻燃剂10～32份，分散剂0.3～1.8份，主抗氧剂0.4～1.6份，副抗氧剂0.2～1.0份；无卤阻燃剂由磷

【技术实现步骤摘要】
一种无卤阻燃聚酰胺PA6及其制备方法


[0001]本专利技术涉及阻燃材料
，更具体的涉及到一种满足动车组用内装材料阻燃及环保要求的无卤阻燃聚酰胺PA6及其制备方法。

技术介绍

[0002]火灾发生时，含卤族元素的阻燃材料在阻燃过程中会产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性卤化氢气体，对周围环境造成二次危害。2003年2月，欧盟颁布了RoHs(The Restriction of Hazardous Substancesin Electrical and Electronic Equip
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ment，Directive 2002/95/EC)和WEEE(Waste Electri
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cai and Electronic Equipment，Directive 2002/96/EC)两个指令，前者是关于在电子电气设备中限制和禁止使用某些有毒、有害物质和元素的指令，后者是关于回收废弃电子电气设备的指令。这两个指令于2004年8月转换成欧盟15个成员国的法律(法规)，WEEE指令于2005年8月生效，RoHs指令于2006年7月生效。西欧即将在建材等行业实行新的阻燃分类方法和测试标准，中国也已报批建筑材料及制品燃烧性能等级的国家标准，此标准与上述的西欧新标准具有共同的特点，即在评价材料阻燃性能上，强调了释热速率、火灾发展速率、生烟性及燃烧产物的腐蚀性和毒性等，为了通过这类新标准，传统的卤系阻燃材料将显得无能为力，未来人们将转向使用无卤阻燃产品。
[0003]聚酰胺PA6(尼龙6)广泛用于车辆内装材料及零配件中，普通阻燃型聚酰胺PA6中因使用了含卤素的阻燃剂，已经无法适应新的材料阻燃评价标准，其在阻燃过程中会释放大量烟雾及有毒有害成分，不仅污染环境，还会严重危害周围人员的生命健康。随着我国高铁建设的稳步发展，新型动车组的需求量也在不断增加，对动车组内装材料的环保要求也更严格，普通阻燃型聚酰胺PA6已经不能继续用在车辆、特别是高铁动车组的内装材料中。因此，需要提供一种更加环保的新型无卤阻燃聚酰胺PA6来解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种新型的无卤阻燃聚酰胺PA6及其制备方法，解决现有普通阻燃聚酰胺PA6无法适应新的材料阻燃标准，不能满足TB/T 3237
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2010:动车组用内装材料阻燃技术条件的要求，无法继续应用在动车组内装材料中的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为，一种无卤阻燃聚酰胺PA6，其特征在于，包括以下按重量份计的组分：
[0006][0007]其中，所述的无卤阻燃剂由以下按重量份计的组分构成：
[0008]磷
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氮阻燃剂
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70～80份，
[0009]金属氧化物阻燃剂
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10～15份，
[0010]哌嗪无机酸盐阻燃剂
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10～20。
[0011]进一步的，所述的分散剂由以下按重量份计的组分构成：
[0012][0013]进一步的，所述的硅酸盐分散剂包括硅酸钠、偏硅酸钠和二硅酸钠中的一种或多种，所述的碱金属磷酸盐分散剂包括三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的一种或多种，所述的脂肪酸类分散剂包括硬脂酸单甘油酯和己烯基双硬脂酰胺中的一种或多种。
[0014]进一步的，所述的主抗氧剂由以下按重量份计的组分构成：
[0015][0016]进一步的，所述的副抗氧剂由以下按重量份计的组分构成：
[0017]抗氧剂1076
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85～90份，
[0018]抗氧剂TPL
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10～15份。
[0019]进一步的，还包括有以下按重量份计的组分：
[0020]交联剂
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0.1～10份，
[0021]协效阻燃剂
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0～10份。
[0022]进一步的，所述的交联剂包括三聚氰酸三烯丙酯、正辛基三乙氧基硅烷、丙烯酸锌、异丙氧基二硬酯酸酰氧基铝酸酯、过氧化二异丙苯中的一种或多种；所述的协效阻燃剂包括硼酸锌、硫酸钡中的一种或多种。
[0023]本专利技术同时公开了一种制备上述无卤阻燃聚酰胺PA6的方法，所述方法包括有以下步骤：
[0024]步骤(1)：在具有控温功能和搅拌装置的压力反应容器中，依次加入粉末状的PA6原料、无卤阻燃剂、分散剂、主抗氧剂和副抗氧剂，边搅拌边加入适量的乙醇和去离子水，高速搅拌5～15min，保持反应容器内的温度在30～40℃、压力在1.0～1.5Mpa，恒温恒压处置30min，获得混合物料A；
[0025]步骤(2)：依次向混合物料A中加入协效阻燃剂和交联剂，边搅拌边加热，并控制压力反应容器内的温度在120～160℃之间、压力维持在1.0Mpa～1.5Mpa之间，搅拌处理1～3h后泄压，获得混合物料B；
[0026]步骤(3)：将制得的混合物料B置入双螺杆挤出机的料斗中进行熔融挤出制得物料C，熔融挤出的工艺条件为：分梯度逐级增加双螺杆的转速至200～280r/min，一区温度200
～220℃，二区温度210～250℃，三区温度230～270℃，四区温度240～300℃，机头温度180～220℃，熔体压力在10～20Mpa之间；
[0027]步骤(4)：将挤出制得的物料C置入单螺杆挤出机的料斗中进行二次熔融挤出获得无卤阻燃聚酰胺PA6材料D，熔融挤出的工艺条件为：分梯度逐级增加单螺杆的转速至190～220r/min，一区温度210～230℃，二区温度220～260℃，三区温度230～280℃，四区温度250～300℃，机头温度200～220℃，熔体压力在8～15Mpa之间；
[0028]步骤(5)：将获得的无卤阻燃聚酰胺PA6材料D切割成若干规则立方体构型的样条E；
[0029]步骤(6)：依据TB/T 3237
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2010：动车组用内装材料阻燃技术条件标准，对不同原材料制得的样条E进行测试，通过比对分析获得最佳的无卤阻燃聚酰胺PA6的组分配方。
[0030]本专利技术的有益效果在于：
[0031]本专利技术通过对阻燃聚酰胺PA6配方的调整，加入了无卤阻燃剂和抗氧剂，在分散剂的作用下与PA6原料均匀混合并通过熔融挤压方式制得新型的无卤阻燃聚酰胺PA6材料。该新型阻燃PA6材料的阻燃机理为凝聚相+气相阻燃，其阻燃剂中主要成分
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磷
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氮阻燃剂中同时包含有作为脱水剂的酸源、作为成炭剂的炭源和作为发泡剂的气源，在阻燃过程中其脱水剂(即酸源)中的含磷化合物燃烧生成酸性的非可燃性液态膜，并进一步脱水形成强脱水剂聚偏磷酸，该过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃聚酰胺PA6，其特征在于，包括以下按重量份计的组分：其中，所述的无卤阻燃剂由以下按重量份计的组分构成：磷
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氮阻燃剂
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70～80份，金属氧化物阻燃剂
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10～15份，哌嗪无机酸盐阻燃剂
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10～20。2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚酰胺PA6，其特征在于，所述的分散剂由以下按重量份计的组分构成：3.根据权利要求2所述的一种无卤阻燃聚酰胺PA6，其特征在于，所述的硅酸盐分散剂包括硅酸钠、偏硅酸钠和二硅酸钠中的一种或多种，所述的碱金属磷酸盐分散剂包括三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的一种或多种，所述的脂肪酸类分散剂包括硬脂酸单甘油酯和己烯基双硬脂酰胺中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚酰胺PA6，其特征在于，所述的主抗氧剂由以下按重量份计的组分构成：5.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚酰胺PA6，其特征在于，所述的副抗氧剂由以下按重量份计的组分构成：抗氧剂1076
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85～90份，抗氧剂TPL
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10～15份。6.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚酰胺PA6，其特征在于，还包括有以下按重量份计的组分：交联剂
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0.1～10份，协效阻燃剂
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0～10份。7.根据权利要求6所述的一种无卤阻燃聚酰胺PA6，其特征在于，所述的交联剂包括三
聚氰酸三烯丙酯、正辛基三乙氧基硅烷、丙烯酸锌、异丙氧基二硬酯酸酰氧基铝酸酯、过氧化二异丙苯中的一种或多种；所述的协效阻燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：周郑彬，邓凯，姜凯，温喜全，王全兵，卢琰，曹慧，
申请(专利权)人：江西同益高分子材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：