專利名稱：一種玻璃纖維增強(qiáng)無鹵阻燃尼龍46復(fù)合材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種玻璃纖維增強(qiáng)無鹵阻燃尼龍46復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展，越來越多的尼龍工程塑料應(yīng)用于電子電氣、汽車制造、航空航天等行業(yè)，尼龍工程塑料面臨的使用環(huán)境也會(huì)越來越苛刻，比如高溫、高電壓、高濕、高負(fù)荷等，對(duì)尼龍工程塑料的性能要求也越高，常常需要在保持其力學(xué)性能的條件下，提高阻燃性能或電性能，因此，對(duì)尼龍工程塑料的阻燃改性研究越來越受到人們的關(guān)注。面對(duì)越來越嚴(yán)格的安全和環(huán)保要求，以及電子電氣、汽車制造等行業(yè)對(duì)無釓低毒、低煙阻燃材料的迫切要求，尤其是實(shí)施歐盟RoHS指令后，世界各國(guó)對(duì)無鹵阻燃材料研究高度重視。目前無鹵阻燃劑以磷氮系為主。其中膨脹型阻燃是目前研究的熱點(diǎn)，它集合了碳源、酸源、氣源三個(gè)組成部分，對(duì)聚合物的阻燃效果明顯。但是由于其阻燃劑的耐水性差、添加量大、應(yīng)用范圍窄而難以廣泛推廣。適用于尼龍的含磷阻燃劑有紅磷、次磷酸鹽及反應(yīng)型含磷阻燃劑等。紅磷中的有效磷含量高，在燃燒時(shí)要比其它的磷化合物產(chǎn)生更多磷酸，這些磷酸既可覆蓋在尼龍表面，又可以在尼龍表面催化加速其脫水炭化，降低可燃物的生成量和高聚物材質(zhì)的質(zhì)量損失速度。而且所生成的磷酸殘留于炭層中而形成的液膜炭層結(jié)構(gòu)可將揮發(fā)性可燃物、外部的氧與內(nèi)部的高聚物基質(zhì)隔開。專利CN 101503568A公開了一種紅磷阻燃增強(qiáng)的熱塑性聚酰胺組合物。其包覆體系引入熱塑性聚合物，起到了良好的界面相容和“潤(rùn)滑”作用，避免了包覆紅磷在加工過程中受高溫、強(qiáng)烈剪切作用的破壞 ，極大的提高了紅磷的阻燃效率，并且成功應(yīng)用于電工、電子、電氣等行業(yè)。專利CN 102329507A公開了一種阻燃玻纖增強(qiáng)PA46樹脂及制備方法。通過添加以溴類阻燃劑為主阻燃劑和三氧化二銻為輔助阻燃劑的阻燃體系進(jìn)行阻燃，添加無堿長(zhǎng)纖進(jìn)行增強(qiáng)制得一種阻燃性能好(垂直燃燒1.6mm FV-0)，優(yōu)秀機(jī)械性能和耐熱性的PA46樹脂。其中PA46樹脂45-70%，相容劑3_5%，主阻燃劑9_13%，輔助阻燃劑3_5%，無堿長(zhǎng)纖10_35%，助劑1-3%。但所添加的主阻燃劑溴類阻燃劑為鹵系阻燃劑，不利于安全和環(huán)保。專利CN 102120879A公開一種耐高溫、高CTI值阻燃聚酰胺復(fù)合材料及制備方法。在該材料復(fù)合體系中采用了特定的芳香族聚酰胺樹脂組合物，優(yōu)選溴化聚苯乙烯為主阻燃齊U，以三氧化二銻、硼酸鋅和偏銻酸鈉的一種或幾種為協(xié)效阻燃劑，且主阻燃劑8.0-20.0份，協(xié)效阻燃劑2.0-15.0份，主阻燃劑與協(xié)效阻燃劑的優(yōu)選復(fù)配比例為1:1-6:1。制得復(fù)合材料具有良好阻燃性能(垂直燃燒1.6mm FV-O )，且耐高溫能力非常優(yōu)異，CTI可達(dá)到600V。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種玻璃纖維增強(qiáng)無鹵阻燃尼龍46復(fù)合材料及其制備方法，該尼龍46復(fù)合材料具有優(yōu)異的阻燃性能和機(jī)械性能。
本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
一種玻璃纖維增強(qiáng)無鹵阻燃尼龍46復(fù)合材料，按重量百分比由以下組分組成:
PA46 樹脂 38.9-63.9%
主阻燃劑 6-14%
輔助阻燃劑 0.01-6%
玻璃纖維 15-45%
其他助劑 3.1-5.1% ；
所述的主阻燃劑為微膠囊化的紅磷母粒；所述的輔助阻燃劑為聚苯醚。所述的玻璃纖維為經(jīng)過偶聯(lián)劑處理過的無堿長(zhǎng)玻璃纖維。所述助劑選自抗氧劑、相容劑、潤(rùn)滑劑和偶聯(lián)劑中的至少一種。進(jìn)一步的，所述的抗氧劑為亞磷酸酯類抗氧劑和胺類抗氧劑，其組分比例為1:1。所述的潤(rùn)滑劑為季戊四醇硬脂酸酯。所述的相容劑為苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)接枝馬來酸酐(SEBS-g-MAH)、馬來酸酐接枝聚苯乙烯(PS-g-MAH)、聚苯醚接枝馬來酸酐(PPO-MAH)中的至少一種。所述偶聯(lián)劑為硅烷類偶聯(lián)劑。一種玻璃纖維增強(qiáng)無鹵阻燃尼龍46復(fù)合材料的制備方法，制備步驟依次為: 步驟一、按以上所述的重量分?jǐn)?shù)比例稱取各種原料，并對(duì)稱取的各種原料進(jìn)行干燥； 步驟二、將干燥后的PA46樹脂、主阻燃劑、輔助阻燃劑和其他助劑至于高速混合機(jī)中
混合15 20min,使原料混合均勻；
步驟三、將步驟二混合后的原料加入到雙螺桿擠出機(jī)料斗，同時(shí)加入玻璃纖維擠出造粒；雙螺桿擠出機(jī)工藝條件設(shè)置為:螺桿長(zhǎng)徑比為40，螺桿轉(zhuǎn)速為20(T300r/min，雙螺桿一區(qū)溫度為280 285°C，二區(qū)溫度為285 295 °C，三區(qū)溫度為285 295 °C，四區(qū)溫度為29(T300°C，五區(qū)溫度為295 310°C，六區(qū)溫度為285 300°C，七區(qū)溫度為28(T290°C，八區(qū)溫度為275 280°C，機(jī)頭溫度29(T300°C。進(jìn)一步的，步驟一所述的PA46樹脂的干燥條件為ΚΚΓ ΙΟ 條件下干燥8 12h。本發(fā)明具有如下優(yōu)異效果:
本發(fā)明制備的玻璃纖維增強(qiáng)無鹵阻燃尼龍46復(fù)合材料，通過加入復(fù)配無鹵阻燃體系，在添加量極少的情況下，不僅得到了極好的阻燃性能，而且很好的保存了 PA46原有的優(yōu)異性能；同時(shí)增加玻璃纖維進(jìn)行改性，極大的提高了復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度等機(jī)械性能和耐熱性能。
具體實(shí)施例方式以下的實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述，但本發(fā)明不僅僅局限于這些實(shí)施例。各實(shí)施例所用的PA46樹脂均采用荷蘭DSM工程塑料公司產(chǎn)的Stanyl。所用的微膠囊化的紅磷母粒為FRP-52紅磷系列阻燃劑，清遠(yuǎn)市日光東成阻燃材料有限公司生產(chǎn)。各實(shí)施例所用的無堿長(zhǎng)玻璃纖維選用無堿長(zhǎng)纖ECT5301，纖維直徑11微米。下述各實(shí)施例中玻璃纖維增強(qiáng)無鹵阻燃尼龍46復(fù)合材料的制備方法， 按步驟依次為:
步驟一、按重量分?jǐn)?shù)比例稱取各種原料，并對(duì)稱取的各種原料進(jìn)行干燥，其中PA46樹脂的干燥條件為10(ni0°C條件下干燥8 12h ；
步驟二、將干燥后的PA46樹脂、主阻燃劑、輔助阻燃劑和其他助劑至于高速混合機(jī)中混合15 20min,使原料混合均勻；
步驟三、將步驟二混合后的原料加入到雙螺桿擠出機(jī)料斗，同時(shí)加入玻璃纖維擠出造粒；雙螺桿擠出機(jī)工藝條件設(shè)置為:螺桿長(zhǎng)徑比為40，螺桿轉(zhuǎn)速為20(T300r/min，雙螺桿一區(qū)溫度為280 285°C，二區(qū)溫度為285 295 °C，三區(qū)溫度為285 295 °C，四區(qū)溫度為29(T300°C，五區(qū)溫度為295 310°C，六區(qū)溫度為285 300°C，七區(qū)溫度為28(T290°C，八區(qū)溫度為275 280°C，機(jī)頭溫度29(T300°C。按照上述制備方法，重量百分比配方如下表所示:
表I各實(shí)施例重量分?jǐn)?shù)配方
權(quán)利要求
1.一種玻璃纖維增強(qiáng)無鹵阻燃尼龍46復(fù)合材料，其特征在于，按重量百分比由以下組分組成: PA46 樹脂 38.9-63.9%, 主阻燃劑 6-14%， 輔助阻燃劑 0.01-6%， 玻璃纖維 15-45%， 其他助劑 3.1-5.1% ； 所述的主阻燃劑為微膠 囊化紅磷母粒；所述的輔助阻燃劑為聚苯醚。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃纖維增強(qiáng)無鹵阻燃尼龍46復(fù)合材料，其特征在于:所述的玻璃纖維為經(jīng)偶聯(lián)劑處理過的無堿玻璃纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃纖維增強(qiáng)無鹵阻燃尼龍46復(fù)合材料，其特征在于:所述的其他助劑選自抗氧劑、潤(rùn)滑劑、相容劑和偶聯(lián)劑中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的玻璃纖維增強(qiáng)無鹵阻燃尼龍46復(fù)合材料，其特征在于:所述的抗氧劑為亞磷酸酯類抗氧劑和胺類抗氧劑，其組分比例為1:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的玻璃纖維增強(qiáng)無鹵阻燃尼龍46復(fù)合材料，其特征在于:所述的潤(rùn)滑劑為季戊四醇硬脂酸酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的玻璃纖維增強(qiáng)無鹵阻燃尼龍46復(fù)合材料，其特征在于:所述的相容劑為苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)接枝馬來酸酐(SEBS-g-MAH)、馬來酸酐接枝聚苯乙烯(PS-g-MAH)、聚苯醚接枝馬來酸酐(PPO-MAH)中至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的玻璃纖維增強(qiáng)無鹵阻燃尼龍46復(fù)合材料，其特征在于:所述偶聯(lián)劑為硅烷類偶聯(lián)劑。
8.一種如權(quán)利要求1至7任意一項(xiàng)所述的玻璃纖維增強(qiáng)無鹵阻燃尼龍46復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，制備步驟依次為: 步驟一、按比例稱取各種原料，并對(duì)稱取的各種原料進(jìn)行干燥； 步驟二、將干燥后的PA46樹脂、主阻燃劑、輔助阻燃劑和其他助劑置于高速混合機(jī)中混合15 20min,使原料混合均勻； 步驟三、將步驟二混合后的原料加入到雙螺桿擠出機(jī)料斗，玻璃纖維從擠出機(jī)中段加入，擠出造粒；雙螺桿擠出機(jī)工藝條件設(shè)置為:螺桿長(zhǎng)徑比為40，螺桿轉(zhuǎn)速為20(T300r/min，雙螺桿一區(qū)溫度為280 285°C，二區(qū)溫度為290 295°C，三區(qū)溫度為290 295°C，四區(qū)溫度為295 300°C，五區(qū)溫度為295 310°C，六區(qū)溫度為29(T300°C，七區(qū)溫度為28(T290°C，八區(qū)溫度為275 280°C，機(jī)頭溫度29(T300°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的玻璃纖維增強(qiáng)無鹵阻燃尼龍46復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:步驟一所述的PA46樹脂的干燥條件為在10(Γ110 條件下干燥8 12h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種玻璃纖維增強(qiáng)無鹵阻燃尼龍46復(fù)合材料及其制備方法。該玻璃纖維增強(qiáng)無鹵阻燃尼龍46復(fù)合材料按重量百分比計(jì)，由以下組分組成PA46樹脂38.9-63.9%；主阻燃劑6-14%；輔助阻燃劑0.01-6%；玻璃纖維15-45%；其他助劑3.1-5.1%；所述的主阻燃劑為微膠囊化紅磷母粒；所述的輔助阻燃劑為聚苯醚。本發(fā)明制備的尼龍46復(fù)合材料阻燃等級(jí)高，耐高溫性能和機(jī)械性能優(yōu)異，可應(yīng)用于制備電子電器產(chǎn)品零部件和耐高溫要求的汽車塑料零部件等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C08K7/14GK103087518SQ20131004268
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者劉典典, 冉進(jìn)成, 林曉丹, 曾幸榮, 賴學(xué)軍, 官炳桂, 官炳榮 申請(qǐng)人:惠州市華聚塑化科技有限公司, 華南理工大學(xué)