一种抗变色玻纤增强阻燃尼龙树脂组合物及其制备方法
【专利摘要】本发明属于高分子复合材料【技术领域】，公开了一种尼龙树脂组合物及其制备方法。该组合物由包含以下重量份的组分制成：尼龙66树脂30~60份，尼龙6树脂6~20份，玻璃纤维15~30份，阻燃剂15~17份，协效剂1~3份，加工助剂0.7~1.3份。制备方法如下：将经干燥处理的30~60份尼龙66树脂、6~20份经干燥处理的尼龙6树脂、15~17份经处理的阻燃剂、1~3份协效剂、0.7~1.3份加工助剂，加入高速混合机中，在高速混合机中搅拌3~5min；然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机的加料口；15~30份玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧加料口加入，物料经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒，制备得到尼龙树脂组合物。本发明制得的抗变色尼龙组合物具有较高的力学性能，良好的阻燃效果。
【专利说明】一种抗变色玻纤增强阻燃尼龙树脂组合物及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高分子复合材料【技术领域】，涉及一种抗变色玻纤增强阻燃尼龙树脂组合物及其制备方法。
【背景技术】
[0002]尼龙是聚酰胺树脂的俗称，尼龙树脂是一大类聚合物的总称，其中尼龙66和尼龙6的产量占90%以上。尼龙树脂具有机械强度高、韧性好、耐疲劳、有自润滑性，摩擦系数小、耐磨、耐热(100°c内可长期使用)、易改性成型等优点，具有良好的综合性能并得到了广泛的应用。
[0003]尼龙材料比较容易改性，特别经过玻纤增强后，其强度能得到很大幅度的提高，尼龙树脂本身的阻燃级别可以达到UL 94V-2级别，并且易于阻燃，常被用于制造阻燃级别要求更高的电子电器中。但经过玻纤增强阻燃后的尼龙66材料，注塑过程中，对注塑工艺的要求很高，注塑温度过高或是剪切力过大，或是在螺杆中停留时间长，均会导致阻燃材料的分解，导致制件颜色变化。
【发明内容】
[0004]针对上述的现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种抗变色玻纤增强阻燃尼龙树脂组合物。
[0005]本发明的另一个目的是提供一种上述尼龙树脂组合物的制备方法。
[0006]本发明的技术方案如下:
[0007]本发明提供了一种抗变色玻纤增强阻燃尼龙树脂组合物，该组合物由包含以下重量份的组分制成:
[0008]尼龙66树脂30~60份，
[0009]尼龙6树脂6~20份，
[0010]玻璃纤维15~30份，
[0011]阻燃剂15~17份，
[0012]协效剂I~3份，
[0013]加工助剂0.7~1.3份。
[0014]所述的尼龙66树脂的相对粘度为2.5~3，优选2.Tl.9。
[0015]所述的尼龙6树脂为相对粘度为2.3^3.4的尼龙6切片。
[0016]所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径为7~15 μ m,优选9~14 μ m。
[0017]所述的无碱玻璃纤维为卷绕成卷或切割成长度为2~4mm的短纤。
[0018]所述的阻燃剂是由主阻燃剂与协效阻燃剂复配而成，主阻燃剂与协效阻燃剂的比例为2.7: f 3.4:1 ;其中:主阻燃剂进一步选自十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯、聚溴化苯乙烯中的一种或一种以上；协效阻燃剂为三氧化二锑。
[0019]所述的协效剂为氧化锌，市售，直接使用。[0020]所述的加工助剂为润滑剂或抗氧剂；其中:润滑剂进一步选自硅油、脂肪酸酰胺、硬脂酸金属皂类、脂肪双酰胺蜡类、聚乙烯蜡类或褐煤蜡酸乙二醇酯类中的一种或一种以上；抗氧剂进一步选自受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或一种以上；亚磷酸酯类抗氧剂进一步为抗氧剂168，受阻酚类抗氧剂进一步为抗氧剂1098。
[0021]本发明还提供了一种上述尼龙树脂组合物的制备方法，该方法包括以下步骤:
[0022]将经干燥处理的30~60份尼龙66树脂、6~20份经干燥处理的尼龙6树脂、15~17份经处理的阻燃剂、f 3份协效剂、0.7^1.3份加工助剂，加入高速混合机中，在高速混合机中搅拌3~5min ;然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机的加料口 ；15~30份玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧加料口加入，物料经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒，制备得到尼龙树脂组合物。
[0023]所述的阻燃剂与占阻燃剂质量百分数为l%wt的硅酮混合，加入高混机，搅拌5^10min,再加入阻燃剂质量百分数为1%的硬脂酸钙，继续搅拌l(Tl5min后使用。
[0024]所述的尼龙66树脂的干燥处理条件为温度为8(T90°C，干燥5飞h后备用。
[0025]所述的尼龙6树脂的干燥处理条件为温度为9(T10(TC，干燥5飞h后备用。
[0026]所述的双螺杆挤出机的加工工艺为:双螺杆挤出机一区温度21(T250°C，二区温度22(T260°C，三区温度225~265°C，四区温度235~275°C，五区温度225~265°C，六区温度22(T270°C，机头温度235~275°C，主机转速是15~35HZ。
[0027]本发明同现有技术相比，具有如下优点和有益效果:
[0028]1、本发明制得的抗变色尼龙组合物具有较高的力学性能，良好的阻燃效果。
[0029]2、本发明制得的抗变色尼龙组合物在注塑过程中，能停留时间较长，而颜色变化比较小，具有优良的抗变色效果。
[0030]3、本发明中抗变色协效剂为氧化锌，其优点为可以作为一种吸酸剂，吸收阻燃材料加工过程中产生的易变色的酸性物质，从而防止玻纤增强尼龙材料加工过程中变色。
【具体实施方式】
[0031]以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
[0032]以下实施例中样品的机械性能测试方法:
[0033]本发明的组合物采用ASTM标准注塑，测试试样，使用塑料注塑机在240-280°C下注塑成型。
[0034]样条尺寸(长度X宽度X厚度)分别为:拉伸样条(哑铃型)，
1 70mmX 1 3mmX3.2mm ；弯曲样条,127_X 13_X3.2mm ;无缺口冲击样条，127mmX13mmX3.2mm ;缺口冲击样条，127mmX 13mmX3.2mm, V 型缺口，缺口深度为 1/5。
[0035]试样成型后在温度为(23±2)°C、湿度为(50±5)%的标准环境中放置16h后测试，测试环境为(23±2)°C、湿度为(50±5)%。
[0036]抗变色实验，通过对比材料在注塑机中停留不同的时间，然后对比打出的色板色差。
[0037]拉伸强度和断裂伸长率:按ASTM D638测试，拉伸速度为5mm/min。
[0038]弯曲强度和弯曲模量:按ASTM D790测试，弯曲速度为1.25mm/min。
[0039]简支梁缺口冲击强度:按ASTM D6110测试。[0040]玻纤含量:按ASTM D2584测试。
[0041]阻燃级别:按UL94测试。
[0042]以下实施例中:尼龙66树脂的干燥处理为:温度为80_90°C，干燥5_6h后备用；尼龙6树脂的干燥处理为在温度为90-100°C,干燥5-6h后备用。
[0043]所述的阻燃剂与占阻燃剂质量百分数为l%wt的硅酮混合，加入高混机，搅拌5^10min,再加入阻燃剂质量百分数为1%的硬脂酸钙，继续搅拌l(Tl5min后使用。
[0044]实施例1
[0045]( 1)按照以下重量份称取原料:
[0046]尼龙66树脂(相对粘度为2.5-3)59.3份，
[0047]尼龙6切片(相对粘度为2.3-3.4)6份，
[0048]无碱玻璃纤维(直径为9 μ m,长度为2mm)15份，
[0049]阻燃剂17份，
[0050]氧化锌2份，
[0051]抗氧剂1098/168(复配比例为1:1)0.4份，
[0052]脂肪酸酰胺0.3份，
[0053]其中阻燃剂:主阻燃剂为十溴二苯乙烷12.5份，协效剂为三氧化二锑4.5份，其比例为2.7:1 ；
[0054](2)将上述步骤(1)中称好的物料除了无碱玻璃纤维外，加入高速混合机中搅拌3-5min后；加入双螺杆挤出机的加料口 ；再将15份的无碱玻璃纤维从挤出机的排气口加入，经熔融共混，挤出造粒成组合物，其相关性能详见表1。其中双螺杆挤出机的加工工艺为:双螺杆挤出机一区温度210-250°C，二区温度220-260°C，三区温度225_265°C，四区温度235-275°C，五区温度225-265°C，六区温度220_270°C，机头温度235_275°C，主机转速是15-35HZ。
[0055]实施例2
[0056]( I)按照以下重量份称取原料:
[0057]尼龙66树脂(相对粘度为2.5-3)49.1份，
[0058]尼龙6切片(相对粘度为2.3-3.4)12份，
[0059]无碱玻璃纤维(直径为14 μ m,长度为4mm)20份，
[0060]阻燃剂16份，
[0061]氧化锌2份，
[0062]抗氧剂1098/168 (复配比例为1:1)0.4份，
[0063]聚乙烯蜡(AC-540A)0.5 份，
[0064]其中阻燃剂:主阻燃剂为十溴二苯乙烷12份，协效剂为三氧化二锑4份，其比例为3:1 ；
[0065](2)将上述步骤(1)中称好的物料除了无碱玻璃纤维外，加入高速混合机中搅拌3-5min后；加入双螺杆挤出机的加料口 ；再将20份的无碱玻璃纤维从挤出机的排气口加入，经熔融共混，挤出造粒成组合物，其相关性能详见表1。其中双螺杆挤出机的加工工艺为:双螺杆挤出机一区温度210-250°C，二区温度220-260°C，三区温度225_265°C，四区温度235-275°C，五区温度225-265°C，六区温度220_270°C，机头温度235_275°C，主机转速是15-35HZ。
[0066]实施例3
[0067]( I)按照以下重量份称取原料:
[0068]尼龙66树脂(相对粘度为2.5-3)30.7份，
[0069]尼龙6切片(相对粘度为2.3-3.4)20份，
[0070]无碱玻璃纤维(直径为7 μ m,长度为4mm)30份，
[0071]阻燃剂15份，
[0072]氧化锌3份，
[0073]抗氧剂1098/168 (复配比例为1:1)0.6份，
[0074]聚乙烯蜡(AC-540A)0.7 份，
[0075]其中阻燃剂:主阻燃剂为十溴二苯乙烷11.5份，协效剂为三氧化二锑3.5份，其比例为3.3:1 ；
[0076](2)将上述步骤(1)中称好的物料除了无碱玻璃纤维外，加入高速混合机中搅拌3-5min后；加入双螺杆挤出机的加料口 ；再将30份的无碱玻璃纤维从挤出机的排气口加入，经熔融共混，挤出造粒成组合物，其相关性能详见表1。其中双螺杆挤出机的加工工艺为:双螺杆挤出机一区温度210-250°C，二区温度220-260°C，三区温度225_265°C，四区温度235-275°C，五区温度225-265°C，六区温度220_270°C，机头温度235_275°C，主机转速是15-35HZ。
`[0077]实施例4
[0078]( I)按照以下重量份称取原料:
[0079]尼龙66树脂(相对粘度为2.5-3)46.1份，
[0080]尼龙6切片(相对粘度为2.3-3.4)16份，
[0081]玻璃纤维(直径为7 μ m，长度为3mm)20份，
[0082]阻燃剂16份，
[0083]氧化锌1份，
[0084]抗氧剂1098/168 (复配比例为1:1)0.6份，
[0085]聚乙烯蜡(AC-540A)0.7 份，
[0086]其中阻燃剂:主阻燃剂为十溴二苯乙烷12.4份，协效剂为三氧化二锑3.6份，其比例为3.4:1 ;
[0087](2)将上述步骤(1)中称好的物料除了玻璃纤维外，加入高速混合机中搅拌3-5min后；加入双螺杆挤出机的加料口 ；再将20份的短切玻璃纤维从挤出机的侧加料口加入，经熔融共混，挤出造粒成组合物，其相关性能详见表1。其中双螺杆挤出机的加工工艺为:双螺杆挤出机一区温度210-250°C，二区温度220-260°C，三区温度225_265°C，四区温度235-275°C，五区温度225-265°C，六区温度220_270°C，机头温度235_275°C，主机转速是15-35HZ。
[0088]表1
[0089]
【权利要求】
1.一种尼龙树脂组合物，其特征在于:该组合物由包含以下重量份的组分制成: 尼龙66树脂30-60份， 尼龙6树脂6~20份， 玻璃纤维15~30份， 阻燃剂15~17份，协效剂1~3份， 加工助剂0.7~1.3份。
2.根据权利要求1所述的尼龙树脂组合物，其特征在于:所述的尼龙66树脂的相对粘度为2.5~3，优选2.7~2.9。
3.根据权利要求1所述的尼龙树脂组合物，其特征在于:所述的尼龙6树脂为相对粘度为2.3~3.4的尼龙6切片。
4.根据权利要求1所述的尼龙树脂组合物，其特征在于:所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维，直径为7~15 μ m,优选9~14 μ m。
5.根据权利要求3所述的尼龙树脂组合物，其特征在于:所述的无碱玻璃纤维为卷绕成卷或切割成长度为2~4mm的短纤。
6.根据权利要求1所述的尼龙树脂组合物，其特征在于:所述的阻燃剂是由主阻燃剂与协效阻燃剂复配而成，主阻燃剂与协效阻燃剂的比例为2.7:1~3.4:1 ;其中:主阻燃剂进一步选自十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯、聚溴化苯乙烯中的一种或一种以上；协效阻燃剂为二氧化二铺。
7.根据权利要求1所述的尼龙树脂组合物，其特征在于:所述的协效剂为氧化锌。
8.根据权利要求1所述的尼龙树脂组合物，其特征在于:所述的加工助剂为润滑剂或抗氧剂；其中:润滑剂进一步选自硅油、脂肪酸酰胺、硬脂酸金属皂类、脂肪双酰胺蜡类、聚乙烯蜡类或褐煤蜡酸乙二醇酯类中的一种或一种以上；抗氧剂进一步选自受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或一种以上；亚磷酸酯类抗氧剂进一步为抗氧剂168，受阻酹类抗氧剂进一步为抗氧剂1098。
9.权利要求1至7任一所述的尼龙树脂组合物的制备方法，其特征在于:该方法包括以下步骤: 将经干燥处理的30飞0份尼龙66树脂、6~20份经干燥处理的尼龙6树脂、15~17份经处理的阻燃剂、f 3份协效剂、0.7^1.3份加工助剂，加入高速混合机中，在高速混合机中搅拌3飞min ;然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机的加料口 ；15~30份玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧加料口加入，物料经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒，制备得到尼龙树脂组合物。
10.根据权利要求8所述的尼龙树脂组合物的制备方法，其特征在于:所述的阻燃剂与占阻燃剂质量百分数为l%wt的硅酮混合，加入高混机，搅拌5~10min，再加入阻燃剂质量百分数为1%的硬脂酸钙，继续搅拌l(Tl5min后使用； 所述的尼龙66树脂的干燥处理条件为温度为8(T90°C，干燥5飞h后备用； 所述的尼龙6树脂的干燥处理条件为温度为9(T10(TC，干燥5飞h后备用； 所述的双螺杆挤出机的加工工艺为:双螺杆挤出机一区温度21(T250°C，二区温度22(T260°C，三区温度225~265 °C，四区温度235~275 °C，五区温度225~265 °C，六区温度22(T270°C，机头温度235~275°C，主机转速是15~35HZ。
【文档编号】C08L25/06GK103589150SQ201210288825
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年8月14日 优先权日:2012年8月14日
【发明者】杨桂生, 吴安琪, 孙利明 申请人:合肥杰事杰新材料股份有限公司