一种改性聚酰胺PA阻燃材料及制备方法技术

本发明专利技术涉及聚酰胺技术领域，且公开了一种改性聚酰胺PA阻燃材料及制备方法，本发明专利技术制备新型的磷酸酯双(酰亚胺苯甲酰氯)单体与1,7

【技术实现步骤摘要】
一种改性聚酰胺PA阻燃材料及制备方法


[0001]本专利技术涉及聚酰胺
，具体为一种改性聚酰胺PA阻燃材料及制备方法。

技术介绍

[0002]聚酰胺6(PA6)有着良好的抗冲击性、耐溶剂性、耐热性等性能，广泛应用在工程塑料、纤维材料等方面，为了提高聚酰胺6的阻燃、强度等综合性能，需要加入改性剂，如玻璃纤维、三元乙丙橡胶、聚酰亚胺等，专利CN107082881B《一种半芳香族聚酰亚胺的合成方法及其应用》，公开了芳香族四元酸二元酯、二胺单体等作为反应物，制备得到半芳香族聚酰亚胺用于改性聚酰胺尼龙材料，可以明显提高改性聚酰胺尼龙材料的电气绝缘性能与弯曲强度等性能，但是解决聚酰胺6阻燃性较差的问题。
[0003]向聚酰胺材料中加入阻燃剂是提高材料阻燃性能的有效方法，专利CN105111729B《环保阻燃碳纤维增强聚酰胺复合材料及其制备方法和应用》，公开了利用碳纤维作为增强剂、聚偏氟乙烯和氮磷系阻燃剂对聚酰胺材料进行改性，聚偏氟乙烯与聚酰胺基材中形成大的网络结构，再与三聚氰胺聚磷酸盐等氮磷系阻燃剂复配，使聚酰胺材料可以达到较高的环保阻燃等级。本专利技术提供了一种改性聚酰胺PA阻燃材料，提高了聚酰胺PA的阻燃性能和弯曲性能。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]本专利技术提供了一种改性聚酰胺PA阻燃材料，提高了聚酰胺PA的阻燃性能和弯曲性能。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现以上目的，本专利技术提供的技术方案如下：一种改性聚酰胺PA阻燃材料，包括如下重量占比的原料：80
‑
97％的聚酰胺6、3
‑
20％的聚(酰亚胺
‑
磷酸酯
‑
咪唑)共聚物、0.05
‑
0.3％抗氧剂。
[0008]进一步的，改性聚酰胺PA阻燃材料的制备方法，包括如下步骤：将聚酰胺6、聚(酰亚胺
‑
磷酸酯
‑
咪唑)共聚物、抗氧剂加入到双螺杆挤出机中熔融共混、挤出并造粒，共混温度为220
‑
235℃，挤出温度为215
‑
225℃；然后通过注塑机注塑成型，注塑温度为235
‑
245℃，得到改性聚酰胺PA阻燃材料。
[0009]进一步的，聚(酰亚胺
‑
磷酸酯
‑
咪唑)共聚物制备方法包括如下步骤：在冰水浴下，将1,7
‑
二氢苯并二咪唑(结构式为)、磷酸酯双(酰亚胺苯甲酰氯)单体加入到N,N
‑
二甲基甲酰胺中，然后滴加催化剂N,N
‑
二异丙基乙胺，在25
‑
45℃下搅拌反应6
‑
18h，加入甲醇析出沉淀，过滤，沉淀产物用去离子水、乙醇洗涤，得到聚(酰亚胺
‑
磷酸酯
‑
咪唑)共聚物。
[0010]进一步的，1,7
‑
二氢苯并二咪唑、磷酸酯双(酰亚胺苯甲酰氯)单体、N,N
‑
二异丙基乙胺的重量比例为20
‑
32:100:18
‑
28。
[0011]进一步的，所述磷酸酯双(酰亚胺苯甲酰氯)单体的制备方法包括如下步骤：
[0012](1)在冰水浴中将重量比例为70
‑
90:100:45
‑
60的3,5
‑
二硝基苯甲酰氯、1
‑
氧代
‑4‑
羟甲基
‑1‑
磷杂
‑
2,6,7
‑
三氧杂双环[2,2,2]辛烷和三乙胺加入到溶剂中，然后在室温下搅拌反应6
‑
12h，减压蒸馏，石油醚洗涤、干燥，得到3,5
‑
二硝基苯甲酸酯基磷酸酯中间体；
[0013][0014](2)将重量比例为100:28
‑
40的3,5
‑
二硝基苯甲酸酯基磷酸酯中间体和二氯化锡溶解到乙醇溶剂中，然后加入盐酸溶液，然后在75
‑
85℃下搅拌回流反应3
‑
8h，冷却后加入碳酸钠的水溶液，减压蒸馏除去乙醇，然后加入乙酸乙酯进行萃取分离，收集上层的乙酸乙酯溶液，减压蒸馏，石油醚洗涤、干燥，得到3,5
‑
二氨基苯甲酸酯基磷酸酯中间体；
[0015][0016](3)将重量比例为100:115
‑
140的3,5
‑
二氨基苯甲酸酯基磷酸酯中间体和偏苯三酸酐加入到反应溶剂中，先在室温下搅拌反应2
‑
4h，然后升温至125
‑
140℃，搅拌回流反应12
‑
24h，冷却，加入去离子水和乙酸乙酯进行萃取分离，收集上层的乙酸乙酯溶液，减压蒸馏，石油醚洗涤、干燥，然后将中间体产物加入到氯化亚砜中，升温至65
‑
75℃，搅拌回流反应4
‑
8h，减压蒸馏除去氯化亚砜，丙酮洗涤产物、干燥，得到磷酸酯双(酰亚胺苯甲酰氯)单体；
[0017][0018]进一步的，所述(1)中溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、乙腈、甲苯或乙酸乙酯。
[0019]进一步的，所述(2)中盐酸溶液的质量分数为25
‑
37％。
[0020]进一步的，所述(2)中加入碳酸钠的水溶液控制反应溶液的pH为7
‑
8。
[0021]进一步的，所述(3)中反应溶剂选自N,N
‑
二甲基乙酰胺、N,N
‑
二甲基甲酰胺或N
‑
甲基吡咯烷酮。
[0022](三)有益的技术效果
[0023]1、本专利技术利用3,5
‑
二硝基苯甲酰氯和1
‑
氧代
‑4‑
羟甲基
‑1‑
磷杂
‑
2,6,7
‑
三氧杂双环[2,2,2]辛烷发生酯化反应，得到3,5
‑
二硝基苯甲酸酯基磷酸酯中间体，然后经过二氯化锡和盐酸体系中，还原硝基，得到3,5
‑
二氨基苯甲酸酯基磷酸酯中间体，再与偏苯三酸酐发生酰亚胺环化反应，并经过氯化亚砜酰氯化，得到新型的磷酸酯双(酰亚胺苯甲酰氯)单体；最后与1,7
‑
二氢苯并二咪唑的两个咪唑亚氨基发生酰胺化聚合反应，得到新型的聚(酰亚胺
‑
磷酸酯
‑
咪唑)共聚物。
[0024]2、本专利技术将聚(酰亚胺
‑
磷酸酯
‑
咪唑)共聚物对聚酰胺6共混改性，共聚物含有磷酸酯和咪唑结构，形成氮磷协效阻燃效果，提高了聚酰胺6燃烧时的极限氧指数，降低了燃烧热释放速率，显著增强了聚酰胺材料的阻燃性能，随着聚(酰亚胺
‑
磷酸酯
‑
咪唑)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性聚酰胺PA阻燃材料，其特征在于：包括如下重量占比的原料：80
‑
97％的聚酰胺6、3
‑
20％的聚(酰亚胺
‑
磷酸酯
‑
咪唑)共聚物、0.05
‑
0.3％抗氧剂。2.一种如权利要求1所述的改性聚酰胺PA阻燃材料的制备方法，其特征在于：制备方法包括如下步骤：将聚酰胺6、聚(酰亚胺
‑
磷酸酯
‑
咪唑)共聚物、抗氧剂加入到双螺杆挤出机中熔融共混、挤出并造粒，共混温度为220
‑
235℃，挤出温度为215
‑
225℃；然后通过注塑机注塑成型，注塑温度为235
‑
245℃，得到改性聚酰胺PA阻燃材料。3.根据权利要求2所述的改性聚酰胺PA阻燃材料的制备方法，其特征在于：聚(酰亚胺
‑
磷酸酯
‑
咪唑)共聚物制备方法包括如下步骤：在冰水浴下，将1,7
‑
二氢苯并二咪唑、磷酸酯双(酰亚胺苯甲酰氯)单体加入到N,N
‑
二甲基甲酰胺中，然后滴加催化剂N,N
‑
二异丙基乙胺，在25
‑
45℃下搅拌反应6
‑
18h，加入甲醇析出沉淀，过滤，沉淀产物用去离子水、乙醇洗涤，得到聚(酰亚胺
‑
磷酸酯
‑
咪唑)共聚物。4.根据权利要求2所述的改性聚酰胺PA阻燃材料的制备方法，其特征在于：1,7
‑
二氢苯并二咪唑、磷酸酯双(酰亚胺苯甲酰氯)单体、N,N
‑
二异丙基乙胺的重量比例为20
‑
32:100:18
‑
28。5.根据权利要求4所述的改性聚酰胺PA阻燃材料的制备方法，其特征在于：所述磷酸酯双(酰亚胺苯甲酰氯)单体的制备方法包括如下步骤：(1)在冰水浴中将重量比例为70
‑
90:100:45
‑
60的3,5
‑
二硝基苯甲酰氯、1
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄国庆，林镇彬，林超彬，
申请(专利权)人：东莞金熙特高分子材料实业有限公司，
类型：发明
国别省市：