一种无卤阻燃透明尼龙及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种无卤阻燃透明尼龙及其制备方法。该方法采用的原料包含A组分：由4,4

【技术实现步骤摘要】
一种无卤阻燃透明尼龙及其制备方法


[0001]本专利技术属于有机高分子材料领域，具体涉及一种无卤阻燃透明尼龙及其制备方法。

技术介绍

[0002]透明尼龙是一种无定形或微晶结构的热塑性尼龙，透光率可达到90％，其透明度要优于聚碳酸酯(PC)，和聚甲基丙稀酸甲酯(PMMA)接近。耐环境应力开裂的性能要优于PC和PMMA，同时透明尼龙还具有良好的热稳定性、冲击韧性、电绝缘性、尺寸稳定性和耐老化性。制品的收缩率低，线性膨胀系数低，耐稀酸、碱、脂肪烃、芳香烃、酯类、醚类、油和脂肪。不仅可以用于饮料和食品包装，还可以用于汽车仪表盘、电子电器、医药化工的包装材料等，目前市场上对透明尼龙的需求量也越来越大。
[0003]未经改性的透明尼龙由脂环族二元胺4,4
‑
二氨基二环己基甲烷(PACM)或3,3二甲基
‑
4,4
‑
二氨基环己基甲烷(MACM)与脂肪族的长链二元酸共聚而成，其阻燃性能一般，氧指数可达到26％，阻燃等级仅可达到HB和UL
‑
94V2，这一定程度上限制了透明尼龙在高火灾隐患情况下的应用。
[0004]现在提高透明尼龙性的方法主要是无规共聚和共混，通过共混的方法提高透明尼龙的阻燃性会严重影响透明尼龙的透明性，专利CN105504792A采用的是三聚氰胺及其衍生物和有机羧酸组合物为阻燃剂，通过熔融共混分散的方法制备的透明阻燃尼龙材料。这种材料具备非常优异的阻燃性能，但是产品的透明度不高，只能算作是半透明的尼龙阻燃材料。专利CN107189062A通过将DOPO衍生物与二元胺反应合成含磷阻燃剂，再将含磷阻燃剂与脂肪酸、脂肪胺一起进行共聚制备阻燃透明尼龙，这种方法制备的阻燃透明尼龙具有优异的阻燃和透明性，但是磷系阻燃剂的添加量较大，磷元素必须达到一定的含量材料起到较好的阻燃效果，较高的磷系阻燃剂含量会降低透明了透明尼龙的机械性能，导致透明尼龙的冲击性能、耐刮擦、耐磨性能的降低。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种无卤阻燃透明尼龙，所述尼龙不仅具有优异的透明性，可满足UL
‑
94VO的阻燃等级，在兼顾了透明PA的阻燃性和透明性的同时，不会损失透明尼龙本身的机械性能，同时产品具有比普通透明尼龙更加优异的耐磨性能。。
[0006]为了实现以上专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种无卤阻燃透明尼龙，所述尼龙由以下组分聚合而成：
[0008]A组分：由4,4
‑
二氨基二环己基甲烷(PACM)或3,3二甲基
‑
4,4
‑
二氨基环己基甲烷(MACM)，与长碳链脂肪族二元酸制备而成的透明尼龙盐，
[0009]B组分：双氨基封端的有机聚硅氧烷，
[0010]C组分：双羧基封端的反应型磷系阻燃剂，
[0011]所述尼龙还包含醇醚化合物、催化剂、抗氧剂。
[0012]本专利技术中，所述A组分中长碳链脂肪族二元酸为癸二酸、十二碳二酸、十四碳二酸中的一种或多种，优选十二碳二酸和/或十四碳二酸。烷烃的链段越长，产品的柔顺性能越好。
[0013]本专利技术中，所述B组分双氨基封端的聚硅氧烷结构为：
[0014][0015]其中，n为5
‑
30，优选10
‑
20；优选地，所述双氨基封端的聚硅氧烷在25℃的条件下黏度为30
‑
100厘泊，优选25℃的条件下黏度为50
‑
80厘泊；优选地，所述双氨基封端的聚硅氧烷的用量占A组分总质量的5
‑
15
‰
，优选6
‑
10
‰
。有机聚硅氧烷通过共聚的方法共聚到阻燃透明的尼龙的分子主链上，不仅可以和共聚的P系阻燃剂形成协同效应，提高产品的阻燃性能，在较低的P系阻燃剂添加量的情况下就可以达到UL94
‑
V0的阻燃标准，不损失透明尼龙的机械性能，同时可以明显的改善阻燃透明尼龙的耐磨性能。
[0016]本专利技术中，所述C组分反应型磷系阻燃剂为含双羧基的9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物(DOPO)的化合物，双(2
‑
羧基乙基)膦酸，双(2
‑
羧基乙基)甲基氧化膦，2
‑
(2甲基磷酸酯)
‑
4,6
‑
(对氨基苯甲酸)
‑
均三嗪中的一种或多种，优选含双羧基的DOPO的化合物和/或双(2
‑
羧基乙基)膦酸，更优选含双羧基的DOPO的化合物。其中含双羧基的DOPO的衍生物包括6
‑
氧代
‑
6H
‑
二苯并(c,e)(1,2)氧磷杂己环
‑
6酮
‑
丁二酸(DOPOMA)，6
‑
氧代
‑
6H
‑
二苯并(c,e)(1,2)氧磷杂己环
‑
6酮
‑
甲基
‑
丁二酸(DDP)，10
‑
(2，5
‑
二羟基苯基)
‑
10
‑
氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物(DOPO
‑
HQ)等。优选地，反应型磷系阻燃剂的用量占A组分总质量的1
‑
3％，优选1.5
‑
2％。磷系阻燃剂通过热分解在聚合物的表面阻止燃烧的致密的碳层，防止材料继续受热分解，同时燃烧接触层的表面脱水生成的水蒸汽可以稀释氧气、氧自由基及可燃气体的浓度，通过固相阻燃和气相阻燃的方式来起到阻燃的效果。
[0017]本专利技术中，所述醇醚化合物为二乙二醇的低碳化合物和/或二丙二醇的低碳化合物，优选二乙醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丙醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单戊醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二乙二醇单丙醚、二乙二醇单丁醚中的一种或多种，更优选二乙二醇单丁醚和/或二丙二醇单丁醚，最优选二丙二醇单丁醚。醇醚化合物和反应型磷系阻燃剂、双羧基封端的聚硅氧烷复配可以起到非常好的协同阻燃的效果。优选地，所述醇醚化合物的用量为A组分总质量的3
‑
10
‰
，优选4
‑8‰
。
[0018]本专利技术中，所述抗氧剂选自苯并呋喃酮、受阻酚、亚磷酸酯、硫代脂和硫醚化合物中的一种或多种，优选联用下述三种抗氧剂：5,7
‑
二
‑
(2,2
‑
二甲基乙基)
‑3‑
(3,4
‑
二甲基苯基)
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃透明尼龙，其特征在于，所述尼龙由以下组分聚合而成：A组分：由4,4
‑
二氨基二环己基甲烷(PACM)或3,3二甲基
‑
4,4
‑
二氨基环己基甲烷(MACM)，与长碳链脂肪族二元酸制备而成的透明尼龙盐，B组分：双氨基封端的有机聚硅氧烷，C组分：双羧基封端的反应型磷系阻燃剂，所述尼龙还包含醇醚化合物、催化剂、抗氧剂。2.根据权利要求1所述的尼龙，其特征在于，所述A组分中长碳链脂肪族二元酸为癸二酸、十二碳二酸、十四碳二酸中的一种或多种，优选十二碳二酸和/或十四碳二酸。3.根据权利要求1所述的尼龙，其特征在于，所述B组分双氨基封端的聚硅氧烷结构为：其中，n为5
‑
30，优选10
‑
20；优选地，所述双氨基封端的聚硅氧烷在25℃的条件下黏度为30
‑
100厘泊，优选25℃的条件下黏度为50
‑
80厘泊；优选地，所述双氨基封端的聚硅氧烷的用量占A组分总质量的5
‑
15
‰
，优选6
‑
10
‰
。4.根据权利要求1所述的尼龙，其特征在于，所述C组分反应型磷系阻燃剂为含双羧基的9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物(DOPO)的化合物，双(2
‑
羧基乙基)膦酸，双(2
‑
羧基乙基)甲基氧化膦，2
‑
(2甲基磷酸酯)
‑
4,6
‑
(对氨基苯甲酸)
‑
均三嗪中的一种或多种，优选含双羧基的DOPO的化合物和/或双(2
‑
羧基乙基)膦酸，更优选含双羧基的DOPO的化合物；优选地，反应型磷系阻燃剂的用量占A组分总质量的1
‑
3％，优选1.5
‑
2％。5.根据权利要求1所述的尼龙，其特征在于，所述醇醚化合物为二乙二醇的低碳化合物和/或二丙二醇的低碳化合物，优选二乙醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丙醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单戊醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二乙二醇单丙醚、二乙二醇单丁醚中的一种或多种，更优选二乙二醇单丁醚和/或二丙二醇单丁醚，最优选二丙二醇单丁醚；优选地，所述醇醚化合物的用量为A组分总质量的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭超，潘现路，刘彪，陈海波，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：