无卤膨胀型阻燃热塑性树脂组合物制造技术

本发明专利技术公开的无卤膨胀型阻燃热塑性树脂组合物，是由按重量百分比计的热塑性树脂４０～８０％、无卤膨胀型阻燃剂１８～２５％、阻燃协效剂０～５％、玻璃纤维０～３０％、偶联剂０～２％和抗氧剂０．５～１％经熔融共混制得，其中所述热塑性树脂为聚酰胺６、聚酰胺６６、聚乳酸或其玻纤增强产品中的任一种。本发明专利技术公开的阻燃热塑性树脂组合物中因无卤膨胀型阻燃剂的添加量低，阻燃性好，且复配的阻燃协效剂，不影响树脂固有的各种性能，而且还能提高材料的阻燃性，降低材料的成本，填补了现有技术中无无卤膨胀型阻燃聚酰胺、聚乳酸等热塑性树脂组合物的空白。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于阻燃热塑性树脂
，具体涉及一种高效无卤膨胀型阻燃热塑性 树脂组合物，包括无卤膨胀型阻燃聚酰胺6 (PA6)、聚酰胺66 (PA66)、聚乳酸(PLA)以及它们 的玻纤增强产品。
技术介绍
聚酰胺和聚乳酸是两类典型的热塑性树脂。聚酰胺俗称尼龙(Nylon)，英文名称 Polyamide(PA)，聚酰胺6和聚酰胺66是其中两个最重要的品种。虽然它们因具有良好的 机械性能、耐化学药品、耐油以及良好的电绝缘性而成为了电子电气工业和汽车工业的首 选材料，但由于现在这些领域对材料的阻燃性能要求很高，而聚酰胺及其玻纤增强产品的 阻燃性都很差，其氧指数只有22 25% ，耐熔滴也只能达到UL94-V2级，因而其应用受到很 大限制。 聚乳酸是一种来源于可再生资源并且可以完全降解为二氧化碳和水的"绿色高分 子"材料。虽然聚乳酸还因具有良好的机械性能和加工性能，而被赞誉为最具潜力的"绿色 塑料"。但和聚酰胺树脂一样，其存在的易燃性仍然限制了其在航空、电子、包装等领域的应 用。 为了解决聚酰胺和聚乳酸树脂易燃的问题，现有的通常做法是向这些热塑性树脂 中加入阻燃剂来改善其易燃性。而目前常用的添加型阻燃体系有主要有三种(l)卤系-锑 系阻燃剂；(2)无机氢氧化物阻燃剂；(3)含磷阻燃剂。众所周知，由卤系_锑系阻燃剂阻 燃的树脂在燃烧时由于会释放大量有毒、带腐蚀性的气体，如卤化氢、二噁英等剧毒物而严 重污染环境和危害人类的健康，即使不被燃烧，其回收和处理对环境而言也会造成问题，鉴 于此，以欧盟为代表的许多国家和地区已经颁布法令禁止该类阻燃剂及其对应阻燃产品的 生产和使用。而作为无机氢氧化物阻燃剂的氢氧化铝、氢氧化镁等则由于添加量大(通常 要达到50 60%才能满足阻燃要求)，与树脂相容性差，因而对材料的机械性能等影响很 大。含磷阻燃剂如红磷虽然对聚酰胺6及聚酰胺66有良好的阻燃效果，但其又存在热稳定 性差、且颜色深不能得到浅色制品等缺点。另外，聚磷酸三聚氰胺盐等也对聚酰胺6及聚酰 胺66有一定的阻燃效果，但单独使用添加量大，对材料的力学性能影响比较大。同时，由于 聚酰胺6及聚酰胺66的玻纤增强产品还存在"灯芯效应"，其阻燃性更差，因而使得玻纤增 强聚酰胺的阻燃成为阻燃领域内的难点。对于聚乳酸的阻燃研究报道也主要集中在卤系阻 燃剂、无机氢氧化物阻燃剂以及磷酸酯(盐)等，其也存在着毒性大、添加量大等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有阻燃的聚酰胺6 (PA6)、聚酰胺66 (PA66)、聚乳酸(PLA)以及它们的玻纤增强产品存在的问题，提供一种添加有由三嗪类成炭剂为炭源和气源，含磷化合物为酸源所组成无卣阻燃膨胀阻燃剂阻燃的热塑性树脂组合物。 本专利技术提供的无卤膨胀型阻燃热塑性树脂组合物，该组合物是由以下组分，经熔融共混制得 热塑性树脂无卤膨胀型阻燃剂 阻燃协效剂 玻璃纤维 偶联剂 抗氧剂 40 80% 18 25% 0 5% 0 30% 0 2% 0. 5 1%其中所述热塑性树脂为聚酰胺6、聚酰胺66、聚乳酸或其玻纤增强产品中的任一 种，且各组分的含量为重量百分含量。 以上组合物中所述的无卤膨胀型阻燃剂由酸源、气源和炭源组成，酸源与气源和炭源的质量比为i 5 : 1，酸源为磷酸盐、聚磷酸盐、焦磷酸盐、磷酸酯、无机次磷酸盐、有机次膦酸盐或9 ， 10- 二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物及其衍生物中的任一种，优选聚磷酸铵或无机次磷酸铝，其中无机次磷酸铝的分子式为(H2P02) 3A1 ，其平均粒度小于30 i！ m，最大粒度小于100 P m，优选平均粒度小于20 ii m，最大粒度小于50 y m ;气源和炭源为三嗪类齐聚物成炭剂或支化与交联的三嗪类大分子成炭剂。其中所用的三嗪类齐聚物成炭剂为以下结构通式中的任一种<formula>formula see original document page 5</formula><formula>formula see original document page 5</formula> 式中Ri二-NH2 。CH。NHCH。CH。NHCH。CH。NH-N(H)m"R3OH)m2J n或-NHCH2CH2。H ;R2 = _NHCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH-、-NHCH2CH2NHCH 或-NHCH2CH2NHCH2CH2NH-中的任一禾中叫=0或1 ;m2 = 1或2 ;R3 =(CH2)nl或C6H4， nl = 1 6 ;A = _NHR4NH_或(CH2)n2或苯环，n2 = 2 6 ;B表示哌嗪<formula>formula see original document page 5</formula> 所用的支化与交联的三嗪大分子成炭剂为以下结构通式中的任--种<formula>formula see original document page 6</formula>(n -2~50) 式中X 、 Y 、 Z为-NH-R5-NH- 、 -NH-R6_NH- 、 -NH-R6_M-R「NH- 、 _NH-R6-R「NH- 、 一0-R5_0-、-0-R6-0- 、 -0-R6-M-R7-0- 、 -0-R6-R7-0- 、 -S-R5_S- 、 -S-R6_S- 、 -S-Re—M-I^-S-或-S-R6-R7_S-中 的任一种，且X、 Y、 Z可以相同，也可以不相同，其中Rs代表碳原子数为2 6的直链或支 链烷基或含有-NH-或-NH2取代的直链或支链烷基；R6、 R7代表苯基或取代的苯基，且R6、 R7 可以相同，也可以不相同；M代表碳原子数为1 6的直链或支链烷基，胺基取代的烷基，砜 基，偶氮基或硫原子。 以上组合物中所述的阻燃协效剂为蒙脱土 (匪T)、有机改性蒙脱土 (OMMT)、分子 筛、膨润土、累托石、海泡石(SEP)、硅藻土、金属氧化物、金属盐或双羟基氧化物(LDH)中的 任一种。其中双羟基氧化物为由二价金属离子(M2+)和三价金属离子(M3+)构成的一类带 有羟基的具有层板结构的化合物。其层板结构中二价金属离子为Zn2+，Mg2+，Ni2+，CU2+，C02+， Sr^+，C^+，M^+，F^+等具有可溶性盐的金属离子中的至少一种；其层板结构中三价金属离子 为Al3+， Fe3+， Mn3+， Co3+等具有可溶性盐的金属离子中的至少一种。其结构中二价金属离子 和三价金属离子的摩尔比为0.5 4 : 1。该双羟基氧化物既可从市面上购得，也可按照已 有的共沉淀、高饱和度、成核/晶化隔离、非平衡晶化等方法制备获得。 以上组合物中所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维、E-玻璃纤维或C-玻璃纤维中的 任一种。 以上组合物中所述的偶联剂为铝酸酯偶联剂或硅烷偶联剂中的任一种。其中铝酸 酯偶联剂选自二 (二辛基磷酰氧基)钛酸异丙酯、三(十二烷基苯磺酰基)钛酸异丙酯、二 (二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯、三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯、二 (亚磷酸二辛 酯基)钛酸四异丙酯或复合型单烷氧基钛酸酯；硅烷偶联剂选自Y-二乙三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无卤膨胀型阻燃热塑性树脂组合物，该组合物是由以下组分，经熔融共混制得：　　热塑性树脂　４０～８０％　　无卤膨胀型阻燃剂　１８～２５％　　阻燃协效剂　０～５％　　玻璃纤维　０～３０％　　偶联剂　０～２％　　抗氧剂　０．５～１％　　其中所述热塑性树脂为聚酰胺６、聚酰胺６６、聚乳酸或其玻纤增强产品中的任一种，且各组分的含量为重量百分含量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉忠，赵斌，赵婧，魏连连，陈力，刘云，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]