一种阻燃性能优异的生物基尼龙材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及生物基尼龙材料技术领域，具体涉及一种阻燃性能优异的生物基尼龙材料及其制备方法，所述生物基尼龙材料包含如下重量份组分：

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃性能优异的生物基尼龙材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及生物基尼龙材料
，具体为一种阻燃性能优异的生物基尼龙材料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]生物基尼龙是指利用可再生的生物质为原料，通过生物
、
化学和物理等手段制造的用于合成聚酰胺的单体，再通过聚合反应合成的高分子材料，具有绿色
、
环境友好
、
原料可再生等特性
。
生物基材料具有绿色
、
环境友好
、
原料可再生以及可生物降解的特性，在碳中和的发展战略下具有革命性的意义
。
挤出成型又称为挤塑成型，是一种高效
、
连续
、
低成本
、
适应面宽的成型加工方法，是工业常用的塑料制品生产工艺之一
。
挤出成型要求材料有较高的熔体强度，可保证材料连续成型壁厚均匀
、
外观光亮等
。
[0003]例如公告号为
CN111004501A
的专利技术专利公开了一种改性生物基尼龙
56
材料及其制备方法和应用，该改性生物基尼龙
56
材料由
55
‑
70
份
PA56、0.3
‑1份抗氧剂
、0.3
‑1份润滑剂
、15
‑
20
份阻燃剂和
15
‑
25
>份导热填料按照重量份制备而成，所述
PA56
是通过戊二胺和己二酸缩聚而成，其相对粘度在
2.4
‑
3.2
之间，分子量在
1.5
‑
3.5
万之间；以戊二胺为原料进行合成的
PA56
作为基体树脂，通过对配方体系的优化，制得的改性生物基尼龙
56
材料的导热系数高
、
阻燃性能优越且韧性佳，特别适用于
LED
支架
、
外壳
、
插座和开关等高温高压环境中；通过直接添加阻燃剂的方式，虽然可以起到一定的阻燃效果，但是在高温环境下，阻燃剂容易发生迁移，导致材料的阻燃效果不均匀，部分区域阻燃效果好，部分区域阻燃效果差，而且随着阻燃剂的迁移，会造成部分阻燃剂迁移至材料表面并发生流失，从而导致材料的阻燃性能降低，不具有持久性的高阻燃效果
。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种阻燃性能优异的生物基尼龙材料及其制备方法
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种阻燃性能优异的生物基尼龙材料，所述生物基尼龙材料包含如下重量份组分：
40
‑
60
份生物基尼龙
510、15
‑
20
份高阻燃纤维素纤维
、10
‑
25
份聚苯醚
、5
‑8份增韧剂
、1
‑5份成核剂
、1
‑2份抗氧剂
、1
‑2份润滑剂
。
[0007]作为本专利技术的进一步优选方案，所述增韧剂为苯乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐
、
氢化苯乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐
、
苯乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物
、
氢化苯乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物中至少一种；
[0008]所述成核剂为长链饱和线性羧酸盐
、
山梨糖醇类化合物
、
木糖醇类化合物
、
磷类化合物中至少一种；
[0009]所述抗氧剂为铜盐类抗氧剂
、
受阻酚类抗氧剂
、
受阻胺类抗氧剂
、
亚磷酸酯类抗氧剂中至少一种；
[0010]所述润滑剂为有机硅类润滑剂
、
酰胺类润滑剂中至少一种
。
[0011]作为本专利技术的进一步优选方案，所述高阻燃纤维素纤维的制备方法如下：
[0012]1)
将硼酸
、
氧化钙以及氯化钠，依次加入到去离子水中，倒入球磨罐中，在球磨机中球磨5‑
8h
，得到石灰乳浆料，然后向石灰乳浆料中加入硼酸和去离子水，加热至
95
‑
100℃
并搅拌4‑
6h
，同时进行冷凝回流，静置
12
‑
18h
后进行抽滤，用
80
‑
85℃
去离子水对滤饼反复洗涤
、
抽滤，然后加入适量的去离子水后放入球磨机中球磨7‑
10h
，抽滤后烘干，得到硼酸钙；
[0013]2)
将氢氧化镁加入到高速粉碎机中，滴加入硅烷偶联剂
KH550
以及去离子水，滴加过程中伴有
2000
‑
3000r/min
搅拌，混合均匀后取出粉体，置于鼓风干燥箱中，在
80
‑
86℃
下干燥4‑
6h
，将烘干后的产物再次放入高速粉碎机中，以
2000
‑
3000r/min
混合1‑
3min
，得到改性氢氧化镁；
[0014]3)
将硼酸钙和改性氢氧化镁放入高速粉碎机中，高速混合1‑
3min
，得到复合阻燃剂，以浓度为
50
‑
56wt
％乙酸溶液作为溶剂，配制壳聚糖和聚乙烯醇的纺丝液，然后向纺丝液中加入复合阻燃剂，超声分散均匀后形成静电纺丝液；
[0015]4)
将静电纺丝液进行静电纺丝，以改性纤维素纤维作为接收材料，然后在产物表面喷涂植酸溶液，并控制植酸溶液喷涂量与产物的用量比例为
(4
‑
6)mL
：
100g
，再经
60
‑
70℃
烘干
12
‑
15h
即可
。
[0016]作为本专利技术的进一步优选方案，所述硼酸
、
氧化钙
、
氯化钠
、
去离子水的用量比例为
(80
‑
100)g
：
(24
‑
28)g
：
(14
‑
17)g
：
(240
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种阻燃性能优异的生物基尼龙材料，其特征在于，所述生物基尼龙材料包含如下重量份组分：
40
‑
60
份生物基尼龙
510、15
‑
20
份高阻燃纤维素纤维
、10
‑
25
份聚苯醚
、5
‑8份增韧剂
、1
‑5份成核剂
、1
‑2份抗氧剂
、1
‑2份润滑剂
。2.
根据权利要求1所述的一种阻燃性能优异的生物基尼龙材料，其特征在于，所述增韧剂为苯乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐
、
氢化苯乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐
、
苯乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物
、
氢化苯乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物中至少一种；所述成核剂为长链饱和线性羧酸盐
、
山梨糖醇类化合物
、
木糖醇类化合物
、
磷类化合物中至少一种；所述抗氧剂为铜盐类抗氧剂
、
受阻酚类抗氧剂
、
受阻胺类抗氧剂
、
亚磷酸酯类抗氧剂中至少一种；所述润滑剂为有机硅类润滑剂
、
酰胺类润滑剂中至少一种
。3.
根据权利要求1所述的一种阻燃性能优异的生物基尼龙材料，其特征在于，所述高阻燃纤维素纤维的制备方法如下：1）将硼酸
、
氧化钙以及氯化钠，依次加入到去离子水中，倒入球磨罐中，在球磨机中球磨5‑
8h
，得到石灰乳浆料，然后向石灰乳浆料中加入硼酸和去离子水，加热至
95
‑
100℃
并搅拌4‑
6h
，同时进行冷凝回流，静置
12
‑
18h
后进行抽滤，用
80
‑
85℃
去离子水对滤饼反复洗涤
、
抽滤，然后加入适量的去离子水后放入球磨机中球磨7‑
10h
，抽滤后烘干，得到硼酸钙；2）将氢氧化镁加入到高速粉碎机中，滴加入硅烷偶联剂
KH550
以及去离子水，滴加过程中伴有
2000
‑
3000r/min
搅拌，混合均匀后取出粉体，置于鼓风干燥箱中，在
80
‑
86℃
下干燥4‑
6h
，将烘干后的产物再次放入高速粉碎机中，以
2000
‑
3000r/min
混合1‑
3min
，得到改性氢氧化镁；3）将硼酸钙和改性氢氧化镁放入高速粉碎机中，高速混合1‑
3min
，得到复合阻燃剂，以浓度为
50
‑
56wt%
乙酸溶液作为溶剂，配制壳聚糖和聚乙烯醇的纺丝液，然后向纺丝液中加入复合阻燃剂，超声分散均匀后形成静电纺丝液；4）将静电纺丝液进行静电纺丝，以改性纤维素纤维作为接收材料，然后在产物表面喷涂植酸溶液，并控制植酸溶液喷涂量与产物的用量比例为（4‑6）
mL
：
100g
，再经
60
‑
70℃
烘干
12
‑
15h
即可
。4.
根据权利要求3所述的一种阻燃性能优异的生物基尼龙材料，其特征在于，所述硼酸
、
氧化钙
、
氯化钠
、
去离子水的用量比例为（
80
‑
100
）
g
：（
24
‑
28
）
g
：（
14
‑
17
）
g
：（
240
‑
320
）
mL
；所述石灰乳浆料
、
...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁灿耀，张卫东，孙宁峰，
申请(专利权)人：山东龙腾新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：