专利名称：一种尼龙6专用阻燃功能母料及其制备方法
技术领域：
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种尼龙6专用阻燃功能母料及其制备方法。
背景技术：
尼龙6因其优异的力学性能和耐药品腐蚀性，在汽车、电气设备、机械部构、交通器材、纺织、造纸机械等方面得到广泛应用，但阻燃性极差的缺点使它的应用受到了很大的限制。目前，一般是直接添加阻燃剂来赋予尼龙6阻燃性能。卤系阻燃剂是一种阻燃效率高的阻燃剂，但其燃烧时，会放出对人体有害的气体，其应用受到限制。最新开发的膨胀型和无机阻燃剂虽然是环保型阻燃剂，但要达到良好的阻燃效果，必须要大的添加量，这导致尼龙6材料或其制品的外观、加工性能和物理机械性能明显劣化，影响尼龙6材料的应用。另一方面，阻燃剂及助剂基本上都为粉状，在高分子材料的加工过程中，逐项添加阻燃剂及其它助剂，给实际加工和各项操作带来了诸多不便，例如，不易准确控制添加比例，操作工人的劳动保护隐患等。因此，有必要开发一种尼龙6专用无卤阻燃功能母料，一方面可以增加尼龙6材料的阻燃性能，另一方面在添加此尼龙6阻燃母料可以不损害或低损害尼龙6材料的多种性能如力学性能、热稳定性等，同时还便于运输和加工使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种价格低廉、添加量低、且添加到尼龙6基体中，既可以提高基体阻燃性和耐热性，同时又能保持尼龙6基体良好的机械性能，而且可以明显提高基体热变形温度和气体阻隔性的尼龙6专用无卤阻燃功能母料；本发明的另一个目的是提供一种操作简单、能耗低，易于工业化生产的制备方法。本发明的尼龙6专用阻燃功能母料为主阻燃剂、阻燃协效剂、载体树脂、抗氧剂、 偶联剂和分散剂共混而成的混合物；
每100重量份的尼龙6专用阻燃功能母料中含有主阻燃剂40 75份、阻燃协效剂3 20份、载体树脂20 40份、抗氧剂0. 4 2份、偶联剂0. 5 3份、分散剂0. 5 5份；
所述的主阻燃剂为氢氧化镁、红磷、三聚氰胺、聚磷酸铵、聚磷酸三聚氰胺中的至少一
种；
所述的阻燃协效剂为硼酸锌、氧化锌、二氧化硅、聚硅氧烷、阻燃化改性粘土中的至少一种；其中，阻燃化改性粘土为成熟商品，可以直接市场购买，例如浙江丰虹新材料股份有限公司生产的阻燃化改性粘土系列FR-I、FR-2、FR-3。所述的载体树脂为尼龙6 ；
所述的抗氧剂为四[β _(3，5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、 β -(3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯(抗氧剂1076)、三(2，4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)、双(2，4_ 二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯(抗氧剂626)、双 (十八烷基)季戊四醇二亚磷酸酯(抗氧剂618)中的至少一种；
所述的偶联剂为Y —氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、Y—甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)、异丙基三(二辛基磷酰基)钛酸酯(NSZ-20)中的至少一种； 所述的分散剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、聚乙烯蜡中的至少一种； 制备该尼龙6专用阻燃功能母料的具体方法是将主阻燃剂、阻燃协效剂、抗氧剂、偶联剂、分散剂和载体树脂按比例加入捏合机中，搅拌混合均勻，起料后在真空60 100°C下烘干，成粗料；将粗料经过双螺杆挤出机熔融、挤出、造粒，制得母料成品。本发明通过对主阻燃剂，阻燃协效剂和载体树脂的优选，以双螺杆挤出机熔融造粒，制得一种尼龙6专用阻燃功能母料。通过本发明制备的阻燃母料，可以直接按比例添加到尼龙6基体中，改善尼龙6材料的阻燃性能。同时，该尼龙6专用阻燃功能母料不含卤素， 燃烧时不会放出有害气体。与目前常见的阻燃材料相比，本发明的阻燃功能尼龙6母料同时具有提高基体材料阻燃性能和保持基体良好的机械性能，而且可以明显提高基体热变形温度和气体阻隔性并方便使用的特点。
具体实施例方式实施例1
将400g聚磷酸三聚氰胺、200gFR-l丰虹阻燃化改性粘土、380g尼龙6、4g抗氧剂1076、 7g偶联剂KH-550、9g硬脂酸钙加入捏合机中，搅拌混合均勻，起料后在真空60°C下烘干，然后经过双螺杆挤出机熔融、挤出、造粒，制得IOOOg尼龙6专用阻燃功能母料成品。实施例2
将450g红磷、IOOg硼酸锌、400g尼龙6、20g抗氧剂1010、5g偶联剂KH_570、25g硬脂酸锌加入捏合机中，搅拌混合均勻，起料后在真空80°C下烘干，然后经过双螺杆挤出机熔融、 挤出、造粒，制得IOOOg尼龙6专用阻燃功能母料成品。实施例3
将550g三聚氰胺、150g氧化锌、250g尼龙6、4g抗氧剂1076、Ig抗氧剂626、17g偶联剂NSZ-20、28g聚乙烯蜡加入捏合机中，搅拌混合均勻，起料后在真空90°C下烘干，然后经过双螺杆挤出机熔融、挤出、造粒，制得IOOOg尼龙6专用阻燃功能母料成品。实施例4
将720g聚磷酸铵、30g 二氧化硅、225g尼龙6、6g抗氧剂1010、2g抗氧剂168、12g偶联剂KH-570、5g硬脂酸钙加入捏合机中，搅拌混合均勻，起料后在真空100°C下烘干，然后经过双螺杆挤出机熔融、挤出、造粒，制得IOOOg尼龙6专用阻燃功能母料成品。实施例5
将750g氢氧化镁、30g聚硅氧烷、200g尼龙6、5g抗氧剂1010、5g偶联剂KH_550、5g硬脂酸锌、5g硬脂酸钙加入捏合机中，搅拌混合均勻，起料后在真空85°C下烘干，然后经过双螺杆挤出机熔融、挤出、造粒，制得IOOOg尼龙6专用阻燃功能母料成品。实施例6
将200g三聚氰胺、200g聚磷酸铵、115g硼酸锌、400g尼龙6、5g抗氧剂1076、30g偶联剂KH-550、50g聚乙烯蜡加入捏合机中，搅拌混合均勻，起料后在真空75°C下烘干，然后经过双螺杆挤出机熔融、挤出、造粒，制得IOOOg尼龙6专用阻燃功能母料成品。
实施例7
将550g红磷、IOOg硼酸锌、IOOg氧化锌、200g尼龙6、4g抗氧剂1076、16g偶联剂 NSZ-20、30g聚乙烯蜡加入捏合机中，搅拌混合均勻，起料后在真空65°C下烘干，然后经过双螺杆挤出机熔融、挤出、造粒，制得IOOOg尼龙6专用阻燃功能母料成品。实施例8
将50(^聚磷酸三聚氰胺、20(^ 1 -2丰虹阻燃化改性粘土、2658尼龙6、78抗氧剂1010、 9g偶联剂KH-550、9g偶联剂KH-570、10g硬脂酸锌加入捏合机中，搅拌混合均勻，起料后在真空95°C下烘干，然后经过双螺杆挤出机熔融、挤出、造粒，制得IOOOg尼龙6专用阻燃功能母料成品。实施例9
将55(^聚磷酸三聚氰胺、1458 1 -3丰虹阻燃化改性粘土、27(^尼龙6、78抗氧剂1010、 9g偶联剂KH-550、9g偶联剂KH-570、10g硬脂酸钙加入捏合机中，搅拌混合均勻，起料后在真空80°C下烘干，然后经过双螺杆挤出机熔融、挤出、造粒，制得IOOOg尼龙6专用阻燃功能母料成品。实施例10
将450g聚磷酸三聚氰胺、IOOgFR-I丰虹阻燃化改性粘土、IOOg系列2丰虹阻燃化改性粘土、300g尼龙6、3g抗氧剂1076、2g抗氧剂618、25g偶联剂NSZ_20、20g硬脂酸锌加入捏合机中，搅拌混合均勻，起料后在真空75°C下烘干，然后经过双螺杆挤出机熔融、挤出、造粒，制得IOOOg尼龙6专用阻燃功能母料成品。表1 .阻燃母料阻燃PA6性能比较表
权利要求
1.一种尼龙6专用阻燃功能母料，为主阻燃剂、阻燃协效剂、载体树脂、抗氧剂、偶联剂和分散剂共混而成的混合物，其特征在于每100重量份的尼龙6专用阻燃功能母料中含有主阻燃剂40 75份、阻燃协效剂3 20份、载体树脂20 40份、抗氧剂0. 4 2份、偶联剂0. 5 3份、分散剂0. 5 5份；所述的主阻燃剂为氢氧化镁、红磷、三聚氰胺、聚磷酸铵、聚磷酸三聚氰胺中的至少一种；所述的阻燃协效剂为硼酸锌、氧化锌、二氧化硅、聚硅氧烷、阻燃化改性粘土中的至少一种；所述的载体树脂为尼龙6;所述的抗氧剂为四[β _(3，5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸]季戊四醇酯、β _(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、三(2，4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2，4- 二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯、双(十八烷基)季戊四醇二亚磷酸酯中的至少一种；所述的偶联剂为Y—氨丙基三乙氧基硅烷、Y—甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、 异丙基三(二辛基磷酰基)钛酸酯中的至少一种；所述的分散剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、聚乙烯蜡中的至少一种。
2.一种尼龙6专用阻燃功能母料的制备方法，其特征在于将主阻燃剂、阻燃协效剂、 抗氧剂、偶联剂、分散剂和载体树脂按比例加入捏合机中，搅拌混合均勻，起料后在真空 60 100°C下烘干，成粗料；将粗料经过双螺杆挤出机熔融、挤出、造粒，制得母料成品；所述的主阻燃剂为氢氧化镁、红磷、三聚氰胺、聚磷酸铵、聚磷酸三聚氰胺中的至少一种；所述的阻燃协效剂为硼酸锌、氧化锌、二氧化硅、聚硅氧烷、阻燃化改性粘土中的至少一种；所述的载体树脂为尼龙6 ；所述的抗氧剂为四[β _(3，5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸]季戊四醇酯、β _(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、三(2，4_ 二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2，4_ 二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯、双(十八烷基)季戊四醇二亚磷酸酯中的至少一种；所述的偶联剂为Y—氨丙基三乙氧基硅烷、Y—甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、 异丙基三(二辛基磷酰基)钛酸酯中的至少一种；所述的分散剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、聚乙烯蜡中的至少一种； 制备100重量份的尼龙6专用阻燃功能母料加入主阻燃剂40 75份、阻燃协效剂3 20份、载体树脂20 40份、抗氧剂0. 4 2份、偶联剂0. 5 3份、分散剂0. 5 5份。
全文摘要
本发明涉及一种尼龙6专用阻燃功能母料及其制备方法。现有的尼龙6阻燃剂影响尼龙6的性能，且不易准确添加。本发明的母料为混合物，每100重量份的母料中含有主阻燃剂40～75份、阻燃协效剂3～20份、载体树脂20～40份、抗氧剂0.4～2份、偶联剂0.5～3份、分散剂0.5～5份。制备方法是首先将各组成原料按比例加入捏合机中，搅拌混合均匀，起料后在真空60～100℃下烘干，成粗料；将粗料经过双螺杆挤出机熔融、挤出、造粒，制得母料成品。本发明的母料可以直接按比例添加到尼龙6基体中，有效改善尼龙6材料的阻燃性能，且燃烧时不会放出有害气体；制备方法操作简单、能耗低，易于工业化生产。
文档编号C08K3/02GK102558850SQ20111041307
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月13日 优先权日2011年12月13日
发明者施明奎, 李娟 , 林鸿福, 薛立新, 许亮 申请人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所, 浙江丰虹新材料股份有限公司