一种阻燃改性高流动性尼龙6复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阻燃改性高流动性尼龙6复合材料及其制备方法，涉及阻燃改性的技术领域。一种阻燃改性高流动性尼龙6复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将多巴胺、聚磷酸铵、Ti3C2T

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃改性高流动性尼龙6复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及阻燃改性的
，尤其涉及一种阻燃改性高流动性尼龙6复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]高流动性尼龙6(PA)树脂是一种具有高熔体流动速率(MFR)，易于成型且耗时短、能耗及成本低、适宜用玻璃纤维(GF)增强等的新型支化PA6树脂，符合汽车和电子零部件行业的节能环保、小型轻量化发展趋势，拥有广阔的市场应用前景。然而高流动性PA6纯树脂的极限氧指数不高，为23％
‑
25％，阻燃级别为UL94V
‑
2，同时相对于普通尼龙6，燃烧时会更容易产生有焰滴落和可燃气体。目前常用的无卤阻燃剂的代表为聚磷酸铵(APP)、红磷、三聚氰胺氰尿酸盐MCA，但均存在与聚合物界面结合性差，易析出、容易吸潮等问题。
[0003]目前国内外对高流动尼龙6的阻燃改性报道还相对较少，谢翔在“GO改性MCA/高流动PA6阻燃复合材料的制备、结构及性能”中提出通过熔融共混方式，在高流动尼龙中添加14wt％的GO改性MCA，其中GO含量2％，复合材料的阻燃性能达到UL94V
‑
0级，极限氧指数(LOI)值为32。但由于GO改性MCA本身仍属于无机刚性粒子，与高流动尼龙基体相容性差且添加量较大时，采用传统的熔融共混方式难以达到分子水平共混，导致团聚现象和复合材料力学性能下降。相较于纯高流动性尼龙，添加14wt％GO改性MCA的复合材料的冲击强度下降3.2KJ/m2，拉伸强度下降2MPa。

技术实现思路
r/>[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处而提供了一种阻燃改性高流动性尼龙6复合材料及其制备方法。本专利技术的方法能够很好地解决现有技术中存在的阻燃剂和高流动性尼龙6之间的界面结合力差、力学性能下降、阻燃剂添加量过多的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种阻燃改性高流动性尼龙6复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0007](1)将重量份为0.1
‑
20的多巴胺、重量份为1
‑
100的聚磷酸铵、重量份为0.1
‑
10的Ti3C2T
x
纳米片加入缓冲液中，调节pH至7.5
‑
8.5，搅拌均匀，进行微胶囊化处理，反应时间为1
‑
10h，干燥，得到M
‑
APP阻燃剂；
[0008](2)将重量份为100的高流动性尼龙6、重量份为0.5
‑
20的M
‑
APP阻燃剂、重量份为0.2
‑
3的抗氧剂混合均匀，然后挤出造粒，注塑成型，即得到阻燃改性高流动性尼龙6复合材料。
[0009]由于多巴胺在缓冲溶液中通过自聚反应，可以在多种材料的表面迅速形成一种超强黏性的聚多巴胺薄膜，本专利技术采用聚多巴胺对聚磷酸铵及Ti3C2T
x
纳米片进行微胶囊化包覆，Ti3C2T
x
纳米片的表面含有大量的
‑
F、
‑
O、
‑
OH基团，可以与聚磷酸铵、多巴胺形成氢键，形成较好的界面结合力。同时，Ti3C2T
x
纳米片在燃烧时会在高流动性尼龙6基体的表面形成
TiO2，具有催化碳化和物理阻隔效应，使得高流动性尼龙6基体与M
‑
APP阻燃剂之间形成更加完整、致密的碳层，不仅有效抑制高流动性尼龙6在燃烧过程中熔滴的形成，并且，还有利于提高阻燃剂和高流动性尼龙6之间的界面结合力，避免出现力学性能的下降以及阻燃剂析出的问题。
[0010]在本专利技术中，多巴胺和缓冲液的比例为0.1
‑
20g：1L。
[0011]优选地，所述步骤(1)中多巴胺的重量份为5
‑
15份，聚磷酸铵的重量份为95份，Ti3C2T
x
纳米片的重量份为2.5
‑
7.5份。
[0012]优选地，所述步骤(2)中高流动性尼龙6与M
‑
APP阻燃剂的重量比为100：(4
‑
14)。
[0013]在本专利技术中，高流动性尼龙6与M
‑
APP阻燃剂采用特定的比例互相配合，有利于进一步提高聚多巴胺与高流动性尼龙6基体和阻燃剂之间的相容性，从而进一步提高复合材料的力学性能。
[0014]优选地，所述步骤(1)中缓冲液为磷酸氢二钠
‑
磷酸二氢钾缓冲液。
[0015]优选地，所述步骤(1)中搅拌速度为100
‑
600r/min。
[0016]更优选地，所述步骤(1)中搅拌速度为300r/min。
[0017]优选地，所述步骤(2)中抗氧剂为四(β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、β
‑
(4
‑
羟基苯基
‑
3,5
‑
二叔丁基)丙酸正十八碳醇、抗氧剂168、亚磷酸三(2,4
‑
二叔丁基苯基)酯、双(2.4
‑
二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、三壬基化苯基亚磷酸酯、2,6
‑
二叔丁基
‑4‑
甲基苯酚、三苯(基)磷中的至少一种。
[0018]更优选地，所述步骤(2)中抗氧剂为四(β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯和β
‑
(4
‑
羟基苯基
‑
3,5
‑
二叔丁基)丙酸正十八碳醇的组合。
[0019]更进一步地，所述四(β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯和β
‑
(4
‑
羟基苯基
‑
3,5
‑
二叔丁基)丙酸正十八碳醇的重量比为1：1。
[0020]优选地，所述步骤(2)中高流动性尼龙6为线性尼龙6或树枝状尼龙6。更优选地，所述高流动性尼龙6为树枝状尼龙6。
[0021]所述高流动性尼龙6为树枝化引发单元引发己内酰胺单体聚合而成的星型结构尼龙6。熔融指数在230℃，2.16Kg的测试条件下为320
‑
360g/10min。
[0022]优选地，所述步骤(1)中Ti3C2T
x
纳米片的制备方法包括以下步骤：
[0023](1)将TiH2粉末、Al粉、石墨粉球磨1
‑
20h，得到混合物；
[0024](2)将步骤(1)中的混合物于氩气气氛、温度为800
‑
1600℃中烧结2h，得到Ti本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻燃改性高流动性尼龙6复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将重量份为0.1
‑
20的多巴胺、重量份为1
‑
100的聚磷酸铵、重量份为0.1
‑
10的Ti3C2T
x
纳米片加入缓冲液中，调节pH至7.5
‑
8.5，搅拌均匀，进行微胶囊化处理，反应时间为1
‑
10h，干燥，得到M
‑
APP阻燃剂；(2)将重量份为100的高流动性尼龙6、重量份为0.5
‑
20的M
‑
APP阻燃剂、重量份为0.2
‑
3的抗氧剂混合均匀，然后挤出造粒，注塑成型，即得到阻燃改性高流动性尼龙6复合材料。2.如权利要求1所述的阻燃改性高流动性尼龙6复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中多巴胺的重量份为5
‑
15份，聚磷酸铵的重量份为95份，Ti3C2T
x
纳米片的重量份为2.5
‑
7.5份。3.如权利要求1所述的阻燃改性高流动性尼龙6复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中高流动性尼龙6与M
‑
APP阻燃剂的重量比为100：(4
‑
14)。4.如权利要求1所述的阻燃改性高流动性尼龙6复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中缓冲液为磷酸氢二钠
‑
磷酸二氢钾缓冲液。5.如权利要求1所述的阻燃改性高流动性尼龙6复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中抗氧剂为四(β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、β
‑
(4
‑
羟基苯基
‑
3,5
‑
二叔丁基)丙酸正十八碳醇、抗氧剂168、亚磷酸三(2,4
‑
二叔丁基苯基)酯、双(2.4
‑
二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、三壬基化苯基亚磷酸酯、2,6
‑
二叔丁基
‑4‑
甲基苯酚、三苯(基)磷中的至少一种。6.如权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈红，陈婷，
申请(专利权)人：广州诺森新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：