高性能、綠色環保阻燃增強pa66復合材料制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公布了高性能、綠色環保阻燃增強PA66復合材料制備工藝。復合材料是以PA6、PA66、GF及新型鹵-磷復配阻燃劑為主要原料，添加適量的相容劑、增韌劑、分散劑、潤滑劑、熱穩定劑及偶聯劑制備而得，其中PA6，5-20份；PA66，20-50份；GF，15-30份；新型鹵-磷復配阻燃劑，15-30份；增容劑，0-15份。按上述比例稱取原料，在雙螺桿擠出機上共混擠出。本發明復合材料引入新型鹵-磷復配阻燃劑，兩者協同使用，形成完美的氣-固相阻燃體系，該復配體系無毒、抗遷移、阻燃效果好。本發明復合材料具有較好的表面質量，優良的力學性能、電絕緣性能及阻燃性能，廣泛用于汽車、電子電氣、機械、航空等領域。另外，本發明制備工藝控制嚴格、生產效率高、質量穩定。
【專利說明】高性能、綠色環保阻燃增強PA66復合材料制備工藝
【技術領域】
[0001]本發明公開了高性能、綠色環保阻燃增強PA66復合材料制備工藝。具體涉及一種具有較好的表面質量，優良的力學性能、電絕緣性能及阻燃性能，廣泛應用于汽車、電子電氣、機械、航空等領域的復合材料。
【背景技術】
[0002]玻纖增強PA66雖然具有優異的強度，但其阻燃性能不能滿足家電行業的要求，這是因為PA66屬于易燃材料，它的氧指數為24.3，而且由于玻纖的“燈芯”效應更易燃燒，不能達到阻燃要求。隨著消費型電子產品的發展，整個阻燃工程塑料工業也得到快速發展，對阻燃增強PA66復合材料的環保要求、力學性能要求、阻燃性能要求和電絕緣性能要求也越來越高。
[0003]目前工業上使用的阻燃玻纖增強PA66主要是有機溴系阻燃劑(十溴二苯醚、十溴聯苯醚等)、有機磷系阻燃劑、氮系阻燃劑及無機類阻燃劑(氫氧化鎂、氫氧化鋁等)。其中，有機溴系阻燃劑的阻燃效果最佳，但有一定的析出現象，燃燒時會放出有害氣體，腐蝕設備，危害環境；紅磷是PA的有效阻燃劑，添加量最小，特別適合于漏電起痕指數要求高的制品，但它易發生自燃現象，且只能制造深色制品；氮系阻燃劑阻燃效果一般，燃燒時不會產生有害物質，并有較好的潤滑性，但它不能單獨用于玻璃纖維增強阻燃體系；氫氧化鎂添加量大，對加工性能和力學性能有較大的影響。因此開發一個合適的阻燃增強體系，獲得具有優良力學性能、電絕緣性能及阻燃性能的綠色環保阻燃增強PA66復合材料是目前PA66改性領域的一個新熱點。
【發明內容】
[0004]本發明是為了解決目前傳統的阻燃增強PA66產品中存在的力學性能不高，耐漏電起痕指數較低及環保性差等問題，提出了高性能、綠色環保阻燃增強PA66復合材料制備工藝。本發明的技術方案是PA6，5-20份；PA66，20-50份；GF，15-30份；新型鹵-磷復配阻燃劑，15-30份；增容劑，0-15份；分散劑，0-0.5份；潤滑劑，0_1份；熱穩定劑，0-0.5份；偶聯劑，0-0.5份。
[0005]所述的GF為無堿無捻粗紗，強度為2 X 103-6 X IO3MPa,并經偶聯劑特殊處理。所述的阻燃劑為新型鹵-磷復配阻燃劑，主阻燃劑為溴化聚苯乙烯(BPS)與新型含磷阻燃劑DOPO(氧、磷雜菲氧化物)配合使用，輔阻燃劑為Sb2O3和硼酸鋅配合使用。所述的增容劑為SWR-3B (馬來酸酐接枝乙烯類橡膠共混物)、P0E-g-MAH (馬來酸酐接枝Ρ0Ε)或EPDM-g-MAH(馬來酸酐接枝EPDM)。所述的分散劑為PETS (季戊四醇硬脂酸酯)、RH-313 (聚氨酯滑爽劑)或硅油。所述的潤滑劑為硬脂酸鹽、硅酮、TAF (乙撐雙脂肪酸酰胺)或CaO。所述的熱穩定劑為H161 (空間受阻酚抗氧劑和膦酸鹽的增效混合物)或H320/H321 (鹵化亞銅和鹵化鉀的優化混合物)。所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑KH-560或螯合型鈦酸酯偶聯劑KR-212。
[0006]本發明所述的高性能、綠色環保阻燃增強PA66復合材料制備工藝如下:(I)選擇增強分散型螺桿組合，剪切不要太集中，應分散些，使GF和阻燃劑均達到最佳分散效果，并采用適度低溫共混擠出工藝，料筒溫度為:后段260~270°C，中段250~260°C，前段240~250°C，螺桿長徑比30~40，螺桿轉速350~500r/min。(2)首先將PA6、PA66、阻燃劑、增容劑和加工助劑經高速混合機混合均勻后加入到雙螺桿擠出機中，然后將經特殊處理后的GF從專用加入口加入，進行混煉、擠出、冷卻、切粒，得圓柱狀顆粒產品。
[0007]本發明復合材料是同時采用玻纖和新型鹵-磷復配阻燃劑改性PA66。新型鹵-磷復配阻燃劑是由鹵系阻燃劑和磷系阻燃劑配合使用，鹵系產生氣相阻燃作用，磷系產生固相阻燃作用，兩者協同使用，形成完美的氣-固相阻燃體系，其中鹵系選用公認的、且符合ROHS標準的環保阻燃劑溴化聚苯乙烯(BPS)，磷系選用新型含磷阻燃劑DOPO (氧、磷雜菲氧化物)，輔阻燃劑選用Sb2O3和硼酸鋅配合使用，兩者產生協同作用，硼酸鋅起防滴落作用，硼酸鋅的加入可以減少Sb2O3的用量。同時引用馬來酸酐接枝的乙烯類橡膠共混物作增容劑，它能提高尼龍增強阻燃體系的抗沖擊性，耐寒性，成型加工性，降低吸水率，并可免去尼龍制品通常需水煮的麻煩。所以，本發明制備的復合材料綠色環保，并具有優良的力學性能、電絕緣性能及阻燃性能，市場前景良好。
【具體實施方式】
[0008]下面結合具體實施例對本發明進一步詳細說明，但本發明并不局限于以下實施各例:
本實施方式均使用同向雙螺桿擠出機和常規注塑機；PA6產于河北石家莊莊緣，PA66產于河北平頂山神馬集 團，GF產于浙江巨石集團，BPS產于美國大湖化工，新型含磷阻燃劑DOPO (氧、磷雜菲氧化物)產于日本三光公司，其他加工助劑均為國產。
[0009]本發明所述的高性能、綠色環保阻燃增強PA66復合材料制備工藝如下:(I)選擇增強分散型螺桿組合，剪切不要太集中，應分散些，使GF和阻燃劑均達到最佳分散效果，并采用適度低溫共混擠出工藝，料筒溫度為:后段260~270°C，中段250~260°C，前段240~250°C，螺桿長徑比30~40，螺桿轉速350~500r/min。(2)首先將PA6、PA66、阻燃劑、增容劑和加工助劑經高速混合機混合均勻后加入到雙螺桿擠出機中，然后將經特殊處理后的GF從專用加入口加入，進行混煉、擠出、冷卻、切粒，得圓柱狀顆粒產品。
[0010]本發明各實施例中所得的PA66復合材料，按以下注塑條件注塑成測試樣條，注塑條件:注塑溫度250-280°C，注塑壓力60-100MPa，注射速度:50-80mm/s。各實施例物理性能均按以下標準進行測試，具體檢測標準如下:
簡支梁沖擊強度ISO 179標準
拉伸強度ISO 527標準
彎曲強度ISO 178標準
水平垂直燃燒儀ANSI/UL 94-1996標準
耐漏電起痕指數IEC 112-1979標準
表1各實施例對應的配方
【權利要求】
1.根據權利要求1所述的高性能、綠色環保阻燃增強PA66復合材料制備工藝，其特征在于高耐熱、高強度、高阻燃及高絕緣性，其組分及含量如下:PA6，5-20份；PA66，20-50份；GF, 15-30份；新型鹵-磷復配阻燃劑，15-30份；增容劑，0_15份；分散劑，0-0.5份；潤滑劑，0-1份；熱穩定劑，0-0.5份，偶聯劑，0-0.5份。
2.根據權利要求1所述的高性能、綠色環保阻燃增強PA66復合材料制備工藝，其特征在于所述的GF為無堿無捻粗紗，強度為2X IO3~6X IO3MPa,并經偶聯劑特殊處理。
3.根據權利要求1所述的高性能、綠色環保阻燃增強PA66復合材料制備工藝，其特征在于所述的阻燃劑為新型鹵-磷復配阻燃劑，主阻燃劑為溴化聚苯乙烯(BPS)與新型含磷阻燃劑DOPO (氧、磷雜菲氧化物)配合使用，輔阻燃劑為Sb2O3和硼酸鋅配合使用。
4.根據權利要求1所述的高性能、綠色環保阻燃增強PA66復合材料制備工藝，其特征在于所述的增容劑為SWR-3B (馬來酸酐接枝乙烯類橡膠共混物)、P0E-g-MAH (馬來酸酐接枝Ρ0Ε)或EPDM-g-MAH (馬來酸酐接枝EPDM)。
5.根據權利要求1所述的高性能、綠色環保阻燃增強PA66復合材料制備工藝，其特征在于所述的分散劑為PETS(季戊四醇硬脂酸酯)、RH-313 (聚氨酯滑爽劑)或硅油。
6.根據權利要求1所述的高性能、綠色環保阻燃增強PA66復合材料制備工藝，其特征在于所述的潤滑劑為硬脂酸鹽、硅酮、TAF (乙撐雙脂肪酸酰胺)或CaO。
7.根據權利要求1所述的高性能、綠色環保阻燃增強PA66復合材料制備工藝，其特征在于所述的熱穩定劑為H161 (空間受阻酚抗氧劑和膦酸鹽的增效混合物)或H320/H321 (鹵化亞銅和鹵化鉀的優化混合物)。
8.根據權利要求1所述的高性能、綠色環保阻燃增強PA66復合材料制備工藝，其特征在于所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑·KH-560或螯合型鈦酸酯偶聯劑KR-212。
9.根據權利要求1所述的高性能、綠色環保阻燃增強PA66復合材料制備工藝，其特征在于:(I)選擇增強分散型螺桿組合，剪切不要太集中，應分散些，使GF和阻燃劑均達到最佳分散效果，并采用適度低溫共混擠出工藝，料筒溫度為:后段260~270°C，中段250~2600C，前段240~250°C，螺桿長徑比35~40，螺桿轉速350~500r/min ; (2)首先將PA6、PA66、阻燃劑、增容劑和加工助劑經高速混合機混合均勻后加入到雙螺桿擠出機中，然后將經特殊處理后的GF從專用加入口加入，進行混煉、擠出、冷卻、切粒，得圓柱狀顆粒產品。
【文檔編號】C08K9/00GK103571187SQ201210260160
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月26日 優先權日:2012年7月26日
【發明者】劉士濤, 黃水萍, 王騰 申請人:黑龍江鑫達企業集團有限公司