本發(fā)明屬于電子電器行業(yè)，涉及一種無鹵阻燃玻纖增強(qiáng)尼龍的制備方法及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
尼龍(PA)是產(chǎn)量最大、品種最多、用途最廣的五大工程塑料之一。PA具有很高的機(jī)械強(qiáng)度、高軟化點(diǎn)、耐熱、耐磨損性，耐油、耐弱酸、耐堿和耐一般的有機(jī)溶劑，電絕緣性好，具有自熄性。PA在汽車工業(yè)、電子電器工業(yè)、交通運(yùn)輸、機(jī)械、航空航天等各領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。
近年來，半結(jié)晶性低熔點(diǎn)PA66在電子、電氣、通信等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣，然而這些領(lǐng)域?qū)Σ牧系淖枞寄芰τ休^高的要求。經(jīng)玻纖增強(qiáng)后的PA66，由于玻纖的“燭芯效應(yīng)”而更易燃燒，影響了它在電子電氣、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域的應(yīng)用。隨著環(huán)保要求的提高，傳統(tǒng)的溴系阻燃劑已不能滿足歐盟RoHS及WEEE指令的要求。環(huán)保溴系阻燃劑也由于燃燒時煙氣量大、產(chǎn)生腐蝕性氣體等問題越來越受到關(guān)注。紅磷阻燃劑由于自身顏色問題、磷化氫危害、金屬腐蝕性等問題也限制了其在玻纖增強(qiáng)阻燃尼龍中的應(yīng)用。
磷氮系無鹵阻燃玻纖增強(qiáng)尼龍符合阻燃增強(qiáng)PA66的功能化及綠色環(huán)保的無鹵化發(fā)展趨勢，也是電子電器等行業(yè)迫切需求的一種發(fā)展趨勢。其中，復(fù)配的烷基化次磷酸鹽(OP)和三聚氰胺聚磷酸鹽(MPP)體系由于在玻纖增強(qiáng)PA66中具有高效的阻燃性能、高相對漏電起痕指數(shù)CTI而備受關(guān)注。WO9957187 A1、US6509401、US 6255371和US8362119 B2等專利公布了次磷酸鹽與三聚氰胺衍生物協(xié)效的組合，材料可獲得了良好的阻燃性能。
但是這些專利主要描述了玻纖增強(qiáng)PA66在OP和MPP復(fù)配體系下獲得的高阻燃性能，但并沒有披露該復(fù)配阻燃體系在潮濕環(huán)境下的阻燃劑析出問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種無鹵阻燃玻纖增強(qiáng)尼龍的制備方法及應(yīng)用，這種無鹵阻燃玻纖增強(qiáng)尼龍?jiān)贠P和MPP復(fù)配體系下不僅有高阻燃性能，而且在潮濕環(huán)境下無阻燃劑析出問題。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
一種無鹵阻燃玻纖增強(qiáng)尼龍,包括以下組分：
所述無鹵阻燃劑為烷基次磷酸鋁、硼酸鋅和MPP的組合物。硼酸鋅的添加能減少煙的產(chǎn)生。添加了無定型尼龍后，在這個阻燃劑的復(fù)配體系下,在ASTM拉伸樣條表面基本無析出的同時。
優(yōu)選的，所述無定型尼龍和PA66的重量比為1:3～1:6。在這個復(fù)配阻燃劑的狀況下，此優(yōu)選比例不僅可以有效的阻止阻燃劑的析出，同時使制得的無鹵阻燃玻纖增強(qiáng)尼龍兼有良好的機(jī)械性能。
優(yōu)選的，所述無鹵阻燃劑中烷基次磷酸鋁、硼酸鋅和MPP的質(zhì)量比為(5～15)：1：(1-4)。加入MPP協(xié)效阻燃劑優(yōu)選的添加量，可以大量減少烷基次磷酸鹽阻燃劑的添加量。大添加量的烷基次膦酸鹽阻燃劑，較大程度惡化了該無鹵阻燃玻纖增強(qiáng)尼龍66材料的物理機(jī)械性能，同時使得材料成本大幅度提升。優(yōu)選為二乙基次磷酸鋁、硼酸鋅和MPP的質(zhì)量比為11.5:2:2.5。此優(yōu)選比例的復(fù)配不僅可以獲得較高的阻燃等級且燃燒具有較低的煙氣量，同時兼有很好的機(jī)械性能
所述無定型尼龍為無定型尼龍共聚物。
所述玻璃纖維為用硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑其中的一種或幾種處理過的連續(xù)長無堿玻璃纖維或者短切玻璃纖維。
所述潤滑劑為硬脂酸鹽、乙烯丙烯酸共聚物或酰胺類潤滑劑的一種或幾種。
所述抗氧劑為受阻酚類主抗氧劑和亞磷酸酯類輔抗氧劑的混合物。
所述成核劑為5000～15000目滑石粉。
上述無鹵阻燃玻纖增強(qiáng)尼龍的制備方法，其步驟包括：將所有原料加入高速攪拌機(jī)中充分混合均勻；混合完全后通過計(jì)量的送料裝置將物料送入雙螺桿擠出機(jī)中，各區(qū)溫度為240℃～285℃，物料在螺桿的剪切、混煉和輸送下充分熔合，最后經(jīng)過擠出、拉條、冷卻后制成粒料成品。
上述無鹵阻燃玻纖增強(qiáng)尼龍的在電子電器行業(yè)中的應(yīng)用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)如下：
(1)提供了一種無鹵阻燃玻纖增強(qiáng)尼龍，滿足環(huán)保需求。
(2)阻燃性能好，且耐阻燃劑遷移性好，同時機(jī)械性能好，能滿足此材料在電子電器行業(yè)廣泛的使用。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：
原料：PA66ERP24平頂山神馬；無定型尼龍共聚物Grilamid TR55瑞士EMS；二乙基次磷酸鋁OP1230科萊恩,MPP Melapur 200 BASF；硼酸鋅Firebrake ZB U.S.Borax Inc.；玻璃纖維CSH 3PA-870 NITTOBO；潤滑劑AC-540A Honeywell,抗氧劑1098BASF；成核劑HTP05L意大利IMIFABI。
先將尼龍樹脂烘干，烘干溫度為90℃，2h～4h后加入高速混合機(jī)中，再將復(fù)配阻燃劑(二乙基次磷酸鋁、硼酸鋅和MPP)、玻璃纖維、潤滑劑、抗氧劑、成核劑加入高速混合機(jī)中混合5min，混料機(jī)采用中低速混合，混料機(jī)的轉(zhuǎn)速為150rpm，攪拌葉與桶壁間隙小于0.5cm，在混料機(jī)中混合均勻得到混合物料，混合均勻的效果為目視各種粒子和粉末基本均勻，沒有明顯的團(tuán)塊和集聚；將混合物料從主喂料口加入到雙螺桿擠出機(jī)中，雙螺桿擠出機(jī)中螺桿長徑比為40：1，主機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速300rpm～400rpm，雙螺桿擠出機(jī)中從進(jìn)料段到機(jī)頭的各反應(yīng)段溫度分別為250℃、260℃、275℃、275℃、280℃、270℃、265℃、260℃、255℃、250℃，模頭溫度為280℃，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，然后采用水冷拉條切粒方式，制得一種耐阻燃劑遷移的無鹵阻燃玻纖增強(qiáng)尼龍66材料。
將對比例1-3和實(shí)施例1-3制備無鹵阻燃玻纖增強(qiáng)尼龍66材料在255℃-290℃注塑成型溫度下注塑得到測試樣條，測試樣條的相關(guān)性能測試和測試方法詳見下表。
現(xiàn)象發(fā)生程度、注：++為嚴(yán)重；-為少量；--為無明顯現(xiàn)象。
通過以上實(shí)施例可以看出無定型尼龍共聚物的加入，可以明顯改善復(fù)配阻燃劑的析出。而且加入了特定比例復(fù)配阻燃劑，使本發(fā)明的無鹵阻燃玻纖增強(qiáng)尼龍具有很好阻燃性能和低煙氣量的同時，也具有不錯的機(jī)械性能。而且由于無定型尼龍和PA66的合適重量比，使得在這個體系下，實(shí)施例4和5的在阻燃劑基本無析出的同時，兼具了很好的機(jī)械性能。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征及其優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人士應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施條例的限制，上述實(shí)施條例和說明書中描述的只是用于說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明和范圍的前提下，本發(fā)明還可有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都屬于要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。
本發(fā)明要求保護(hù)范圍同所附的權(quán)利要求書及其它等效物界定。