【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复合材料领域，具体涉及一种阻燃型偶联剂协效玻璃纤维增强无卤阻燃聚酰胺复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、聚酰胺(pa，俗称尼龙)具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，非常适用于玻璃纤维和其它填料的增强改性，提高性能及扩大应用范围。聚酰胺作为一种工程塑料，被广泛应用于汽车、家电、电子电器、电动工具、航空航天等领域。目前环保问题、能源问题是国家的重点关注方向，新能源领域已成为研究的热点，近年来汽车行业涌现出诸多有竞争力的新能源汽车品牌，同时与之配套的动力电池、充电桩、电子电器等领域迎来了良好的发展机遇。随着市场对产品性能需求的逐步提高，在电子电器行业中，对产品的强度、环保性能、阻燃性能、电器性能以及尺寸稳定性等方面提出了更高的要求。尤其是iec组织(欧盟国际电工协会)在iec60695家用及类似电器安全标准中提出，长期无人值守电器所使用的塑料件的阻燃性能必须满足：ul94v 0级和750℃灼热丝接触材料起燃温度(gwit)全程不起燃，对于一些要求更高的场合如接插件，连接器，线缆插头等特定部件还要求gwit温度850℃和相比漏电起痕指数(cti)600v。
2、玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。它是以叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石六种矿石为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，
3、目前，溴系阻燃体系由于阻燃效率高、加工性能优异、对材料性能影响较小，被广泛应用于聚酰胺材料的阻燃改性，但溴系阻燃聚酰胺材料耐灼热丝和耐漏电起痕效果一般较低，通常gwit只能达到750℃，cti只能达到250v，无法满足很多电子电器应用场合。按照传统的改进方法，在常规溴系阻燃增强聚酰胺材料上继续添加阻燃剂，比如一般常规使用的三聚氰胺类阻燃剂，虽然能使聚酰胺材料的灼热丝温度提高，提高其阻燃性能，但材料的力学性能非常差，特别是对于溴系阻燃增强pa66材料，由于加工温度高，导致三聚氰胺类阻燃剂分解，使得组合物出现刚性差、冲击强度低、韧性不足等情况，更严重的情况可能会使得组合物无法正常挤出造粒以及后续的注塑成型，并最终导致组合物没有实际的应用价值。
4、尼龙66无卤阻燃玻纤增强级热塑性工程塑料，对应材料无卤阻燃玻纤增强级热塑性工程塑料比重轻、热稳定性好，具有力学性能好、电性能优、阻燃性能好等优点，燃烧后生成的烟密度小、毒性低，成本较低，符合当今环保要求，但对应材料的拉伸强度较低，不能用于特定领域，如需要超高拉伸性能的领域中；材料冲击强度低，需要进行相应的增韧改性，此类改性又会对材料的流动性造成一定影响。
5、因此，如何提供一种综合性能优异的无卤阻燃增强尼龙66材料以解决上述现有技术存在的不足，便成为本专利技术所要研究解决的课题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种阻燃型偶联剂协效玻璃纤维增强无卤阻燃聚酰胺复合材料及其制备方法。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种阻燃型偶联剂协效玻璃纤维增强无卤阻燃聚酰胺复合材料，其原料包括以下质量份数的组分：
4、
5、进一步的技术方案，所述聚酰胺为碳链的碳原子数少于或等于6个碳原子的聚酰胺，选自pa66、pa6、pa56中的至少一种，所述聚酰胺树脂的相对粘度为2～2.8。
6、进一步的技术方案，所述阻燃型硅烷偶联剂为自制的无卤型硅烷偶联剂，其制备的过程如下：
7、取10克聚磷酸铵(app)，聚合度n＝100～500，溶解于去离子水中；加入500ml乙二醇作为反应介质，按反应摩尔比逐滴滴入3-氨基丙基三乙氧基硅烷(aptes)，保持温度90℃搅拌反应5～8小时；反应完成后，抽滤，所得产物再用无水乙醇洗涤数次后，得到所述阻燃型硅烷偶联剂。
8、进一步的技术方案，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维。包括普通玻纤和扁平率为2～5的扁平玻纤。
9、进一步的技术方案，所述无卤阻燃剂由有机次磷酸铝、三聚氰胺聚磷酸盐(mpp)和无水硼酸锌按照质量比6:1:1～6:2:2复配而成；
10、所述有机次磷酸铝为二乙基次膦酸铝、二丙基次膦酸铝、苯基次膦酸铝、甲基乙基次膦酸铝、甲基苯基次膦酸铝、羧乙基苯基次膦酸铝中的一种或多种。
11、进一步的技术方案，所述阻燃协效剂为纳米蒙脱土、勃姆石和高岭土中的一种或多种。
12、进一步的技术方案，所述增塑剂为n-丁基苯环酰胺、邻/对甲苯磺酰胺(o/ptsa)、n-乙基对甲苯磺酰胺(neptsa)、n-乙基邻/对甲苯磺酰胺(neoptsa)中的一种或多种。
13、进一步的技术方案，所述扩链剂为双噁唑啉、双己内酰胺、双环氧基、双环状羧酸酐及双嗯嗪基团的化合物。
14、进一步的技术方案，所述抗氧剂为胺类、酚类和亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或多种。
15、进一步的技术方案，所述润滑剂为硬脂酸钙、硅酮粉、季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双硬脂酰胺和op蜡中的一种或多种。
16、进一步的，一种阻燃型偶联剂协效玻璃纤维增强无卤阻燃聚酰胺复合材料的制备方法，包括：
17、步骤一、先将无卤阻燃剂、协效阻燃剂、扩链剂、润滑剂、抗氧剂通过打粉机打粉处理，形成混合均匀的助剂包，经过打粉处理的助剂可以混合地更充分，更好地发挥微量助剂的功能；
18、将聚酰胺树脂加入到高混机中，均匀加入液体增塑剂，再加入自制的阻燃型硅烷偶联剂，以250～350rpm的低速混合0.5～1.5min，最后将混合助剂包加入到高混机里以500～600rpm的高速混合1.5～3min，最终得到混合均匀的物料；
19、若增塑剂为固体，则将增塑剂和其它固体混合打粉处理制成所述助剂包，然后和聚酰胺树脂一起加入到高混机里以500～600rpm的高速混合1.5～3min即可；
20、步骤二、将步骤一中所得混合均匀的物料通过主喂料口加入到双螺杆挤出机中，玻璃纤维通过侧喂料加入；双螺杆挤出机的挤出温度为230～270℃，挤出造粒制得阻燃型偶联剂协效玻璃纤维增强无卤阻燃聚酰胺复合材料。
21、本专利技术的工作原理及优点如下：
22、本专利技术针对聚酰胺无卤阻燃玻纤增强材料中，玻璃纤维的“灯芯效应”及自身阻燃性能不佳，无卤阻燃剂的添加量大，同时造成材料的机械性能下降明显的缺点，特开发出一种使用阻燃改性处理的玻璃纤维作为增强剂，配合特殊的无卤阻燃剂体系进行协效阻燃的改性方案，从而获得综合性能优本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种阻燃型偶联剂协效玻璃纤维增强无卤阻燃聚酰胺复合材料，其特征在于：其原料包括以下质量份数的组分：
2.根据权利要求1所述的阻燃型偶联剂协效玻璃纤维增强无卤阻燃聚酰胺复合材料，其特征在于：所述聚酰胺为碳链的碳原子数少于或等于6个碳原子的聚酰胺，选自PA66、PA6、PA56中的至少一种，所述聚酰胺树脂的相对粘度为2~2.8。
3.根据权利要求1所述的阻燃型偶联剂协效玻璃纤维增强无卤阻燃聚酰胺复合材料，其特征在于：所述阻燃型硅烷偶联剂为自制的无卤型硅烷偶联剂，其制备的过程如下：
4.根据权利要求1所述的阻燃型偶联剂协效玻璃纤维增强无卤阻燃聚酰胺复合材料，其特征在于：所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维。
5.根据权利要求1所述的阻燃型偶联剂协效玻璃纤维增强无卤阻燃聚酰胺复合材料，其特征在于：所述无卤阻燃剂由有机次磷酸铝、三聚氰胺聚磷酸盐和无水硼酸锌按照质量比6:1:1~6:2:2复配而成；
6.根据权利要求1所述的阻燃型偶联剂协效玻璃纤维增强无卤阻燃聚酰胺复合材料，其特征在于：所述阻燃协效剂为纳米蒙脱土、勃姆石和高岭土中的一种或
7.根据权利要求1所述的阻燃型偶联剂协效玻璃纤维增强无卤阻燃聚酰胺复合材料，其特征在于：所述增塑剂为N-丁基苯环酰胺、邻/对甲苯磺酰胺、N-乙基对甲苯磺酰胺、N-乙基邻/对甲苯磺酰胺中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的阻燃型偶联剂协效玻璃纤维增强无卤阻燃聚酰胺复合材料，其特征在于：所述扩链剂为双噁唑啉、双己内酰胺、双环氧基、双环状羧酸酐及双嗯嗪基团的化合物。
9.根据权利要求1所述的阻燃型偶联剂协效玻璃纤维增强无卤阻燃聚酰胺复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为胺类、酚类和亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的阻燃型偶联剂协效玻璃纤维增强无卤阻燃聚酰胺复合材料，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸钙、硅酮粉、季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双硬脂酰胺和OP蜡中的一种或多种。
11.一种阻燃型偶联剂协效玻璃纤维增强无卤阻燃聚酰胺复合材料的制备方法，用于制备权利要求1~10中任一项的阻燃型偶联剂协效玻璃纤维增强无卤阻燃聚酰胺复合材料，其特征在于：所述制备方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种阻燃型偶联剂协效玻璃纤维增强无卤阻燃聚酰胺复合材料，其特征在于：其原料包括以下质量份数的组分：
2.根据权利要求1所述的阻燃型偶联剂协效玻璃纤维增强无卤阻燃聚酰胺复合材料，其特征在于：所述聚酰胺为碳链的碳原子数少于或等于6个碳原子的聚酰胺，选自pa66、pa6、pa56中的至少一种，所述聚酰胺树脂的相对粘度为2~2.8。
3.根据权利要求1所述的阻燃型偶联剂协效玻璃纤维增强无卤阻燃聚酰胺复合材料，其特征在于：所述阻燃型硅烷偶联剂为自制的无卤型硅烷偶联剂，其制备的过程如下：
4.根据权利要求1所述的阻燃型偶联剂协效玻璃纤维增强无卤阻燃聚酰胺复合材料，其特征在于：所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维。
5.根据权利要求1所述的阻燃型偶联剂协效玻璃纤维增强无卤阻燃聚酰胺复合材料，其特征在于：所述无卤阻燃剂由有机次磷酸铝、三聚氰胺聚磷酸盐和无水硼酸锌按照质量比6:1:1~6:2:2复配而成；
6.根据权利要求1所述的阻燃型偶联剂协效玻璃纤维增强无卤阻燃聚酰胺复合材料，其特征在于：所述阻燃协效剂为纳米蒙脱土、勃...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡海生，
申请(专利权)人：中广核高新核材科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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