一種無鹵阻燃聚酰胺6及其制備方法與流程

技術特征：

1.一種無鹵阻燃聚酰胺6，其特征是：所述無鹵阻燃聚酰胺6由阻燃聚酰胺6分子鏈以及分散在阻燃聚酰胺6分子鏈之間的添加型磷系阻燃劑組成，所述阻燃聚酰胺6分子鏈由聚酰胺鏈段和DPO基反應型磷系阻燃劑鏈段組成，所述阻燃聚酰胺6分子鏈中磷元素的含量為0.4～0.8wt％；

所述添加型磷系阻燃劑在無鹵阻燃聚酰胺6中的含量為3～9wt％；

所述聚酰胺鏈段的結構式如下：

所述DPO基反應型磷系阻燃劑鏈段的結構式如下：

式中，R₁為直鏈或支化的C₁～C₁₅的次烷基，R₂為直鏈的C₃～C₁₀的亞烷基或亞芳基。

2.根據權利要求1所述的一種無鹵阻燃聚酰胺6，其特征在于，所述添加型磷系阻燃劑為二乙基次膦酸鋁、二乙基次膦酸鋅、甲基丁基次膦酸鋁、甲基環己基次膦酸鋁或甲基苯基次膦酸鋁中的一種以上。

3.根據權利要求1所述的一種無鹵阻燃聚酰胺6，其特征在于，所述無鹵阻燃聚酰胺6的極限氧指數大于29％，垂直燃燒測試達到UL94V-0級，燃燒測試中離火自熄，無熔滴產生；

所述無鹵阻燃聚酰胺6的耐久性能良好，水洗50次，極限氧指數保持在28％以上；

所述無鹵阻燃聚酰胺6的熔點為210～221℃，拉伸強度為54～68MPa，斷裂伸長率為50～120％。

4.如權利要求1～3任一項所述的一種無鹵阻燃聚酰胺6的制備方法，其特征是，步驟如下：

1)將DPO基反應型磷系阻燃劑、二元胺和溶劑混合攪拌均勻進行成鹽反應，制得阻燃劑鹽；所述DPO基反應型磷系阻燃劑的結構式為：

式中，R₁為直鏈或支化的C₁～C₁₅的次烷基；

所述二元胺的結構通式為H₂N-R₂-NH₂，R₂為直鏈的C₃～C₁₀的亞烷基或亞芳基；

所述溶劑為水或乙醇；

2)將添加型磷系阻燃劑、己內酰胺和水混合后進行保溫保壓反應，然后卸壓至常壓，所述保溫保壓反應的溫度為250℃～260℃，壓力為0.8MPa～2.0MPa，時間為2～6h；

3)調節溫度后將阻燃劑鹽加入到步驟2)的反應體系中進行縮聚反應，所述縮聚反應的溫度225℃～235℃，時間為4～20h；

4)后處理得到無鹵阻燃聚酰胺6。

5.根據權利要求4所述的一種無鹵阻燃聚酰胺6的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述DPO基反應型磷系阻燃劑與二元胺的摩爾比為1:1～1.2，DPO基反應型磷系阻燃劑與溶劑的質量比為1:1～2；所述混合攪拌均勻的攪拌速率為50～400r/min，所述成鹽反應的溫度為60～90℃，成鹽反應的時間為2～5h。

6.根據權利要求4所述的一種無鹵阻燃聚酰胺6的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述保溫保壓反應的攪拌速率為50～400r/min；步驟3)中，所述阻燃劑鹽的加入時間控制在0.5～1h；縮聚反應體系中，按重量份數計，各組分的加入量為：

7.根據權利要求6所述的一種無鹵阻燃聚酰胺6的制備方法，其特征在于，步驟2)中的反應體系中還含有協效阻燃劑和/或己二酸，所述協效阻燃劑的加入量為1～2份，所述己二酸的加入量為0.1～1份。

8.根據權利要求7所述的一種無鹵阻燃聚酰胺6的制備方法，其特征在于，所述添加型磷系阻燃劑為二乙基次膦酸鋁、二乙基次膦酸鋅、甲基丁基次膦酸鋁、甲基環己基次膦酸鋁或甲基苯基次膦酸鋁中的一種以上；

所述協效阻燃劑為錫酸鋅、硼酸鋅、硫酸鋇、三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁或二氧化硅中的一種以上。

9.根據權利要求4所述的一種無鹵阻燃聚酰胺6的制備方法，其特征在于，步驟4)中，所述后處理的具體步驟為：將體系抽真空到-0.05～-0.1MPa，將溫度調節到245℃～250℃，保持0.5～3h后停止攪拌，繼續持續抽真空以達到液相增粘目的，靜置10～20min后通氮氣出料。