1、聚酰胺(尼龙)因其优异的机械性能和成熟的加工工艺,被广泛应用于机械制造、电子电器及交通运输等领域。聚酰胺在燃烧过程中有熔滴现象,一定程度上起到阻燃作用,但是在使用过程中带火熔滴是不允许的,存在传播火灾的风险。因此聚酰胺在防止明火热源,电气短路,电气击穿等场合时,需要在组分中添加阻燃剂,使其阻燃和综合性能达到要求。目前,常见的用于聚酰胺的阻燃剂有无机阻燃剂、卤系阻燃剂、磷系阻燃剂和氮系阻燃剂。其中氮系阻燃剂具有成本优势、腐蚀性小、分解产物毒性低的优势,符合了当今阻燃剂高性能低毒的发展方向。现有技术中,氮系阻燃剂适用于尼龙6或尼龙66的阻燃改性.由于氮系阻燃剂热分解温度较低,而尼龙材料在生产加工时会进行剧烈的剪切,剧烈的剪切分散容易导致加工温度超过氮系阻燃剂的热分解温度,从而引发分子链段的降解,导致制品外观和性能的下降,阻燃性能达不到标准。
1、本发明为了解决现有技术中氮系阻燃尼龙材料加工区间窄,阻燃剂易分解,材料阻燃性能不稳定的技术问题;提出了一种无卤阻燃生物基尼龙材料及其制备方法,通过采用新型的硅氮类阻燃剂与生物基尼龙材料进行复配能够有效解决制备过程中阻燃剂的热分解问题,从而能够有效减少阻燃剂的添加量同时还能够保证尼龙材料具有优异的阻燃性能。
4、尼龙56树脂为92-97%,硅氮类阻燃剂为3-8%,抗氧剂0-0.5%,润滑剂0-0.5%。
5、进一步的,所述尼龙56树脂粘度为2.4-2.8,优选为2.6-2.7。
6、进一步的,所述硅氮类阻燃剂为具有硅烷结构的三聚氰胺氰尿酸盐,其分子结构如下所示:
9、进一步的,所述抗氧剂为n,n-(己烷-1,6-二基)双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酰胺]己二胺、n,n’-1,6-亚己基二[3,5-二(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酰胺]、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸)季戊四醇酯中的一种或多种按照任意配比组成的混合物。
10、进一步的,所述润滑剂为双硬脂酸铝、硬脂酸铝、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸钠、硬脂酸钡、ebs、taf、硬脂酸芥酰胺和高分子有机硅中的一种或多种按照任意配比组成的混合物。
13、尼龙56树脂为92-Kaiyun官网登录97%,硅氮类阻燃剂为3-8%,抗氧剂为0-0.5%,润滑剂为0-0.5%;
15、步骤3、将混合料放入双螺杆挤出机中进行挤出造粒即可得无卤阻燃生物基尼龙材料。
17、进一步的,所述步骤3中双螺杆挤出机的挤出温度为220℃-290℃,螺杆转速为200-500转/分钟。
18、进一步的,制备的所述无卤阻燃生物基尼龙材料可用于制造阻燃产品应用于汽车、机械和化工领域。
20、本发明通过采用新型的硅氮类阻燃剂与生物基尼龙材料进行复配能够有效解决制备过程中阻燃剂的热分解问题,从而能够有效减少阻燃剂的添加量同时还能够保证尼龙材料具有优异的阻燃性能。其中,尼龙56的分子结构以及机械性能与尼龙66具有一定的相似性,但是由于二胺单体化学结构的不同,引发分子间氢键和分子链堆积变化,结晶的变化使得尼龙56与尼龙66之间存在实质性的区别。尼龙56是由奇数碳的戊二胺与偶数碳的己二酸缩聚而成,这使得尼龙56含氮量略高,氢键密度偏低,易与水相互作用,易吸湿,在分子层面易与含氢键类阻燃剂相互作用,具备正相关或负相关的可能;同时,尼龙56的链段自由度更高,流动性更好,熔点更低。同时,硅氮类阻燃剂相比于氮系阻燃剂而言具有更高的分解温度,使得其稳定性更强,两者组合计划出更高的加工空间,提升了阻燃效率,只需较少的阻燃剂添加量,就能获得优异的阻燃性能。
2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃生物基尼龙材料,其特征在于:所述尼龙56树脂粘度为2.4-2.8。
3.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃生物基尼龙材料,其特征在于:所述尼龙56树脂粘度为2.6-2.7。
4.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃生物基尼龙材料,其特征在于:所述硅氮类阻燃剂为具有硅烷结构的三聚氰胺氰尿酸盐,其分子结构如下所示:
5.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃生物基尼龙材料,其特征在于:所述抗氧剂为n,n-(己烷-1,6-二基)双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酰胺]己二胺、n,n’-1,6-亚己基二[3,5-二(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酰胺]、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸)季戊四醇酯中的一种或多种按照任意配比组成的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃生物基尼龙材料,其特征在于:所述润滑剂为双硬脂酸铝、硬脂酸铝、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸钠、硬脂酸钡、ebs、taf、硬脂酸芥酰胺和高分子有机硅中的一种或多种按照任意配比组成的混合物。
7.一种如权利要求1-6中任一项所示的无卤阻燃生物基尼龙材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
8.根据权利要求7所述的一种无卤阻燃生物基尼龙材料的制备方法,其特征在于:所述步骤3中双螺杆挤出机所选的螺杆长径比为32:1。
9.根据权利要求7所述的一种无卤阻燃生物基尼龙材料的制备方法,其特征在于:所述步骤3中双螺杆挤出机的挤出温度为220℃-290℃,螺杆转速为200-500转/分钟。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的一种无卤阻燃生物基尼龙材料,其特征在于:用于制备汽车、机械和化工领域的阻燃产品。
本发明公开了一种无卤阻燃生物基尼龙材料及其制备方法,其中所述无卤阻燃生物基尼龙材料包括如下组分:尼龙56树脂为92‑97%,硅氮类阻燃剂为3‑8%,抗氧剂为0‑0.5%,润滑剂为0‑0.5%。本发明通过采用新型的硅氮类阻燃剂与生物基尼龙材料进行复配能够有效解决制备过程中阻燃剂的热分解问题,从而能够有效减少阻燃剂的添加量同时还能够保证尼龙材料具有优异的阻燃性能。
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