一种阻燃尼龙管路材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阻燃尼龙管路材料及其制备方法。所述复合材料由包含以下重量份的各物质：长链尼龙，光辐照改性尼龙纤维，纳米阻燃剂，助剂包包括光稳定剂、热稳定剂、润滑剂、黑色母。其中所述光辐照改性尼龙纤维带有接枝的POSS结构。本发明专利技术的方案在保证材料韧性、断裂伸长率的同时提高了基体的阻燃性和耐热性。伸长率的同时提高了基体的阻燃性和耐热性。

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃尼龙管路材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于复合材料领域，尤其涉及一种阻燃尼龙管路材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]新能源汽车自燃现象频频发生，消费者对于阻燃管路、材料的需求日益提高。长链尼龙由于密度低、低温韧性好、吸水率低、尺寸稳定性好、耐溶剂等优异性能在冷却管、工业管路、燃气管路等领域具有不可替代的作用。但是长链尼龙制备汽车管路存在两个问题，问题一：酰胺键密度低，成炭差。由于新能源汽车内部空间密闭对阻燃材料提出了无卤化的要求，要想达到高LOI的要求需要添加大量的磷氮系阻燃剂，这种方案一方面会导致最终的管路表观有白点出现，另一方面会由于添加量过大导致材料的断裂伸长率大幅下降，最终无法使用。纳米阻燃剂粒径小，将其加入到材料中若分散足够均匀不会在管路表面出现白点，但是纳米阻燃剂往往存在团聚现象，很难分散均匀。问题二：长链尼龙的结晶度低，耐温性差。在新能源汽车常规行驶过程中热量很高，这对于管路的耐温性提出了更高的要求。直接添加可提高耐热性的填料会使得材料断裂伸长率大幅下降，因此如何在保持材料足够高断裂伸长率的前提下提高材料的阻燃性能和耐热性能成为了亟待解决的问题。
[0003]中国专利对于长链尼龙制备阻燃汽车管路的报道很少，CN202111468525.4公开了一种阻燃尼龙复合材料，采用溴化苯乙烯(BPS)、水滑石、PTFE阻燃尼龙，BPS在长链尼龙的阻燃中效果最好，但是新能源汽车中严禁使用溴系阻燃剂，无法应用到相关部件中。
[0004]综上，现有阻燃尼龙管路材料仍存在无法同时满足阻燃和韧性的问题。

技术实现思路

[0005]为了解决以上技术问题，本专利技术提出一种阻燃尼龙管路材料，该复合材料在保持材料高断裂伸长率的前提下提高了材料的耐热性和阻燃性能。
[0006]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]一种阻燃尼龙管路材料，所述材料由包含以下重量份的组分制备：
[0008]长链尼龙，45
‑
70份，优选50
‑
60份；
[0009]光辐照改性尼龙纤维，20
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40份，优选25
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35份；
[0010]纳米阻燃剂，10
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30份，优选15
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25份；
[0011]助剂包：光稳定剂0.1
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0.5份，优选0.15
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0.25份，热稳定剂0.1
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0.5份，优选0.15
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0.25份，优选0.3
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0.5份，润滑剂0.2
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2份，优选0.5
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1.2份，黑色母1
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5份，优选1.2
‑
2份。
[0012]长链尼龙应用到管路材料中最大的两个弱点，一是耐热性较差，二是阻燃性较差。本专利巧妙性得将POSS的笼状结构引入到尼龙纤维上，在加工过程中尼龙纤维和长链尼龙融为一体，使得笼状结构均匀分布在基体上，在燃烧的时候可以大大提高基体的成炭性，从而起到阻燃增强耐热的作用。另一方面在震荡混合过程中，纳米级阻燃剂进入到POSS的笼状结构中，均匀分散到各个小笼子中去。而POSS外部是大量的聚烯烃链段，可以起到很好的增韧效果，避免因为刚性填料的加入对材料韧性的降低。
[0013]混合过程中，纳米级阻燃剂可以进入到POSS的笼状结构中，从而起到很好得分散作用，避免了团聚的出现。另一方面甲基丙烯酸异辛酯化笼型倍半硅氧烷含有大量的聚烯烃链段，相当于在将处于POSS结构中的阻燃剂外部增加了很多“弹簧”，这样在冲击过程中可以起到类似银纹增韧的效果，避免了常规阻燃剂直接添加到有机物中因为缺陷导致的性能尤其是断裂伸长率的大幅降低现象。
[0014]常规的阻燃剂粒径大，难分散，往往会在制件表面出现白点，影响使用。纳米阻燃剂粒径小，但是容易团聚。本专利通过光接枝的方法将甲基丙烯酸异辛酯化笼型倍半硅氧烷连接到尼龙纤维表面，在高混机混合时，纳米级的阻燃剂均匀分散到POSS结构中，从而起到很好地分散作用。
[0015]长链尼龙的柔韧性好，但是耐热性差。若添加常规填料会因相容性差导致缺陷出现。而本专利选用了尼龙纤维，既解决了相容问题，又可以提高材料的耐热性
[0016]甲基丙烯酸异辛酯化笼型倍半硅氧烷含有大量长链烯烃链段，当纳米阻燃剂进入POSS结构后相当于在外部引入了柔性链段，可以在受到外力时大大吸收能量，避免填料带来的缺陷影响。步骤二：将上述混合物从双螺杆挤出机的主喂料口加入挤出，造粒，得到复合材料。
[0017]本专利技术中，所述长链尼龙选自长链尼龙PA610、PA612、PA1010、PA1012、PA11、PA1010、PA12中的一种或多种。
[0018]本专利技术中，所述光辐照改性尼龙纤维带有接枝的POSS结构。
[0019]本专利技术中，所述纳米阻燃剂为纳米氢氧化镁、氢氧化铝、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)中的一种或多种。
[0020]本专利技术中，所述助剂包中抗氧剂包含热稳定剂和光稳定剂；优选地，所述热稳定剂为铜盐类抗氧剂、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H320、H324、H1607、H3336、H3376、H3344、S5050、S5070、AO
‑
K中的一种或多种；优选地，所述光稳定剂为水杨酸酯类光稳定剂、取代丙烯腈类光稳定剂、三嗪类光稳定剂、苯并三唑光稳定剂、二甲苯酮光稳定剂、胺类光稳定剂中的一种或多种，优选UV234、UV360、TFB117、H2002中的一种或多种。
[0021]本专利技术中，所述润滑剂为烯烃、酯、硬脂酸盐、硬脂酸酯中的一种或多种。
[0022]本专利技术中，所述黑色母是以PE、PP、PA中的一种或多种为基料的、炭黑和/或苯胺黑母粒，优选PA基的炭黑色母粒。
[0023]本专利技术的另一目的在于提供一种制备光辐照改性尼龙纤维的制备方法。
[0024]一种制备上述光辐照改性尼龙纤维的制备方法，所述方法包含如下步骤：
[0025]S1：将甲基丙烯酸异辛酯化笼型倍半硅氧烷溶于溶剂中，加入光引发剂，搅拌得到溶液；
[0026]S2：将纤维织物浸入S1的溶液中浸泡，经过浸轧后，紫外光辐照；
[0027]S3：将S2的织物洗涤、烘干，得到光辐照改性尼龙纤维。
[0028]本专利技术中，S1中甲基丙烯酸异辛酯化笼型倍半硅氧烷溶于溶剂后，其单体浓度为10
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40wt％，优选20
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30wt％。
[0029]本专利技术中，S1所述光引发剂为芳香酮类引发剂，优选二苯甲酮类引发剂；优选地，所述光引发剂的用量为1.5
‑
3wt％，优选2
‑
2.5wt％，以溶剂为基准计。
[0030]本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻燃尼龙管路材料，其特征在于，所述材料由包含以下重量份的组分制备：长链尼龙，45
‑
70份，优选50
‑
60份；光辐照改性尼龙纤维，20
‑
40份，优选25
‑
35份；纳米阻燃剂，10
‑
30份，优选15
‑
25份；助剂包：光稳定剂0.1
‑
0.5份，优选0.15
‑
0.25份，热稳定剂0.1
‑
0.5份，优选0.15
‑
0.25份，优选0.3
‑
0.5份，润滑剂0.2
‑
2份，优选0.5
‑
1.2份，黑色母1
‑
5份，优选1.2
‑
2份。2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述长链尼龙选自长链尼龙PA610、PA612、PA1010、PA1012、PA11、PA1010、PA12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，所述光辐照改性尼龙纤维带有接枝的POSS结构。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的材料，其特征在于，所述纳米阻燃剂为纳米氢氧化镁、氢氧化铝、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)中的一种或多种。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的材料，其特征在于，所述助剂包中抗氧剂包含热稳定剂和光稳定剂；优选地，所述热稳定剂为铜盐类抗氧剂、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H320、H324、H1607、H3336、H3376、H3344、S5050、S5070、AO
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K中的一种或多种；优选地，所述光稳定剂为水杨酸酯类光稳定剂、取代丙烯腈类光稳定剂、三嗪类光稳定剂、苯并三唑光稳定剂、二甲苯酮光稳定剂、胺类光稳定剂中的一种或多种，优选UV234、UV360、TFB117、H2002中的一种或多种；和/或，所述润滑剂为烯烃、酯、硬脂酸盐、硬脂酸酯中的一种或多种；和/或，所述黑色母是以PE、PP、PA中的一种或多种为基料的、炭黑和/或苯胺黑母粒，优选PA基的炭黑色母粒。6.一种制备权利要求1或3所述光辐照改性尼龙纤维的制备方法，其特征在于，所述方法包含如下步骤：S1：将甲基丙烯酸异辛酯化笼...

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