一种无卤阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子及制备方法
【专利摘要】本发明涉及高分子材料【技术领域】，尤其涉及一种无卤阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子及制备方法，该粒子按重量比包括20～50％尼龙66树脂、10～40％玻璃纤维、15～25％无卤阻燃剂、3～10％抗静电剂、2～8％增韧剂、0.1～0.8％抗氧剂和0.2～1.5％辅助加工助剂。本产品具有高强度、高模量、蠕变小、尺寸稳定、阻燃性好，机械强度高、质轻、易加工、具有抗静电的效果，能满足人们对环保(复合ROHS、RECHA法规)的要求，本发明的制备方法操作简单、适合工业化生产。
【专利说明】一种无南阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子及制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高分子材料【技术领域】，尤其涉及一种无卤阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子及制备方法。
【背景技术】
[0002]由于玻璃纤维增强尼龙66粒子优异的机械性能，可以广泛地应用于各种电子电气设备和家电产品，而且是用途最广泛的工程塑料之一。
[0003]但是目前市场上大多数无卤阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66所用的阻燃剂大多数为含卤阻燃剂，特别是以多溴联苯类物质为代表的含溴阻燃剂。但是随着欧盟相继实施ROHS、PAHS、Reach等法规，该些法令要求投放欧盟的电子电气产品禁止使用此类阻燃剂。因此对无卤阻燃材料的研究得到了各国的重视，产品的市场需求也更加迫切。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种无卤阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子及制备方法，解决了目前在法规禁止使用含卤阻燃剂的情况下，玻璃纤维增强尼龙66粒子的性能被极大的限制，无法满足市场需求的问题。
[0005]为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是:
[0006]一种无卤阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子，按重量比包括20-50%尼龙66树脂、10-40%玻璃纤维、15-25%无卤阻燃剂、3-10%抗静电剂、2-8%增韧剂、0.1-
`0.8%抗氧剂和0.2-1.5%辅助加工助剂。
[0007]更进一步的技术方案是，所述玻璃纤维是短切玻璃纤维，长度为3mm / 4.5mm,单丝直径为10 μ m / 13 μ m。
[0008]更进一步的技术方案是，所述抗静电剂是离子型抗静电剂、非离子型抗静电剂、亲水性高分子聚合物、无机导电填料中的一种或多种。
[0009]更进一步的技术方案是,所述增韧剂是聚烯烃弹性体接枝马来酸酐(POE-g-MAH)、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐(EPDM-g-MAH)、聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯段共聚物(SEBS-g-MAH)、聚乙烯接枝马来酸酐(PE-g-MAH)中的一种或多种。
[0010]更进一步的技术方案是，所述抗氧剂是IRGAN0X1098(N，V -亚己基-1.6-二[(3,5- 二叔丁基-4-羟苯基)丙酰胺])、IRGAFOS168 (三(2，4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯)及无机磷酸盐中的一种或多种。
[0011]更进一步的技术方案是，所述无卤阻燃剂是有机次膦酸盐或聚磷酸铵。
[0012]更进一步的技术方案是，所述辅助加工助剂主要是润滑剂，所述润滑剂为硬脂酸钙、乙烯基双硬脂酰胺(EBS)、OP蜡、芥酸酰胺、硅酮中的一种或几种。
[0013]一种无卤阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子的制备方法，其特征在于包括以下步骤:[0014]步骤一，按重量比选取20-50%尼龙66树脂、10-40%玻璃纤维、15-25%无卤阻燃剂、3-10%抗静电剂、2-8%增韧剂、0.1-0.8%抗氧剂和0.2-1.5%辅助加工助剂；
[0015]步骤二，将尼龙66树脂、抗静电剂、增韧剂、抗氧剂和辅助加工助剂在高速搅拌机中搅拌均匀，得到混合物；
[0016]步骤三，将混合物通过主喂料加入到双螺杆挤出机熔融共混，无卤阻燃剂和玻璃纤维通过侧喂料入到双螺杆挤出机中进行混炼；
[0017]步骤四，最后经过拉条、冷却、切粒、干燥处理完成制备。
[0018]更进一步的技术方案是，所述双螺杆挤出机的各段温度从加料口到机头的温度设定区间，前五段为270±5°C之间，后为六段255±5°C之间，机头温度为255±5，阻燃剂通过第5段侧喂料输送进去，玻璃纤维通过第7段侧喂料输送进去，主机转述控制800-1000r /min，主机电流控制140-150A之间，真空压力控制在0.06-0.08MPa。
[0019]更进一步的技术方案是，玻璃纤维是短切玻璃纤维，长度为3mm / 4.5mm,单丝直径为ΙΟμ-- / 13μ-- ;所述抗静电剂是离子型抗静电剂、非离子型抗静电剂、亲水性高分子聚合物、无机导电填料中的一种或多种；所述增韧剂是POE-g-MAH、EPDM-g-MAH、SEBS-g-MAH、PE-g-MAH中的一种或多种；所述抗氧剂是IRGANOX1098、IRGAFOS168及无机磷酸盐中的一种或多种；所述辅助加工助剂主要是润滑剂，所述润滑剂为硬脂酸钙、乙烯基双硬脂酰胺(EBS)、OP蜡、芥酸酰胺、硅酮中的一种或几种。
[0020]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:
[0021]本产品具有高强度、高模 量、蠕变小、尺寸稳定、阻燃性好，机械强度高、质轻、易加工、具有抗静电的效果，能满足人们对环保(复合R0HS、RECHA法规)的要求，本发明的制备方法操作简单、适合工业化生产。
【具体实施方式】
[0022]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0023]本发明一种无齒阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子的一个实施例:一种无齒阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子，按重量比包括20-50%尼龙66树脂、10-40%玻璃纤维、15-25%无卤阻燃剂、3-10%抗静电剂、2-8%增韧剂、0.1-0.8%抗氧剂和0.2-1.5%辅助加工助剂。作为优选，所述尼龙66树脂可以选择相对粘度为2.4-
2.8Pa.s的尼龙66树脂。
[0024]根据本发明一种无卤阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子的另一个实施例，所述玻璃纤维是短切玻璃纤维，长度为3mm / 4.5mm，单丝直径为10 μ m / 13 μ m。
[0025]根据本发明一种无卤阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子的另一个实施例，所述抗静电剂是离子型抗静电剂、非离子型抗静电剂、亲水性高分子聚合物、无机导电填料中的一种或多种。可以优选优先非离子型抗静电剂和无机导电填料。
[0026]根据本发明一种无卤阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子的另一个实施例，所述增韧剂是聚烯烃弹性体接枝马来酸酐(POE-g-MAH)、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐(EPDM-g-MAH)、聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯段共聚物(SEBS-g-MAH)、聚乙烯接枝马来酸酐(PE-g-MAH)中的一种或多种。
[0027]根据本发明一种无卤阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子的另一个实施例，所述抗氧剂是IRGAN0X1098 (N，N' —亚己基-1.6-二 [ (3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酰胺])、IRGAF0S168(三(2，4- 二叔丁基苯基)亚磷酸酯)及无机磷酸盐中的一种或多种，也可以采用抗氧剂1098和抗氧剂168按1:1复配。
[0028]根据本发明一种无卤阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子的另一个实施例，所述无齒阻燃剂是有机次膦酸盐或聚磷酸铵。
[0029]根据本发明一种无卤阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子的另一个实施例，所述辅助加工助剂主要是润滑剂，所述润滑剂为硬脂酸钙、乙烯基双硬脂酰胺(EBS)、OP蜡、芥酸酰胺、硅酮中的一种或几种。
[0030]一种无卤阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子的制备方法，包括以下步骤:
[0031]步骤一，按重量比选取20-50%尼龙66树脂、10-40%玻璃纤维、15-25%无卤阻燃剂、3-10%抗静电剂、2-8%增韧剂、0.1-0.8%抗氧剂和0.2-1.5%辅助加工助剂；
[0032]步骤二，将尼龙66树脂、抗静电剂、增韧剂、抗氧剂和辅助加工助剂在高速搅拌机中搅拌均匀，得到混合物；
[0033]步骤三，将混合物通过主喂料加入到双螺杆挤出机熔融共混，无卤阻燃剂和玻璃纤维通过侧喂料入到双螺杆挤出机中进行混炼；
[0034]步骤四，最后经过拉条、冷却、切粒、干燥处理完成制备。
[0035]根据本发明一种无卤阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子的制备方法的一个优选实施例，所述双螺杆挤出机(长径比L / 0=48:1，螺杆直径为61.5!11111)的各段温度从加料口到机头的温度设定区间，前五段为270±5°C之问，后为六段255±5°C之间，机头温度为255±5，阻燃剂通过第5段侧喂料输送进去，玻璃纤维通过第7段侧喂料输送进去，主机转述控制800-1000r / min，主机电流控制140-150A之间，真空压力控制在0.06-0.08MPa。
[0036]根据本发明一种无卤阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子的制备方法的另一个优选实施例，玻璃纤维是短切玻璃纤维，长度为3mm / 4.5mm，单丝直径为10 μ m / 13ym；所述抗静电剂是离子型抗静电剂、非离子型抗静电剂、亲水性高分子聚合物、无机导电填料中的一种或多种；所述增韧剂是POE-g-MAH、EPDM-g-MAH、SEBS-g-MAH、PE-g-MAH中的一种或多种；所述抗氧剂是IRGAN0X1098(N，N'-亚己基-1.6-二 [ (3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酰胺])、IRGAF0S168(三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯)及无机磷酸盐中的一种或多种；所述辅助加工助剂主要是润滑剂，所述润滑剂为硬脂酸钙、乙烯基双硬脂酰胺(EBS)、OP蜡、芥酸酰胺、硅酮中的一种或几种。
[0037]下面选取具体原材料为例详细说明本发明的制备方法:
[0038]实施一:选择粘度2.7Pa.s的尼龙66树脂，各组分的按重量配比为PA66:51.8%,阻燃剂:18.5%、P0E-g-MAH:3%、抗静电剂(HTS904):1%，、抗氧剂:0.4%、辅助加工助剂:
0.3%和玻璃纤维:25%。
[0039]将上述尼龙66树脂、抗静电剂、增韧剂、抗氧剂和辅助加工助剂按比例放入高速搅拌机混合3-4分钟，通过主喂料加入到双螺杆挤出机中，阻燃剂和玻璃纤维分别通过侧喂料输送，然后用双螺杆挤出机挤出造粒，加工温度为250-270°C之间，螺杆转速800转/分，真空压力控制在0.06-0.08MPa。
[0040]本实施方法中所得无卤阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子在注塑后的具体性能为:
[0041]拉伸强度:108mpa，弯曲强度:141mpa，弯曲模量:6408mpa，缺口冲击强度:
7.2KJ / m2，UL94-1.6mmV0 级，表面电阻为 IO9 Ω。
[0042]实施二:选择粘度2.7pa.s的尼龙66树脂，各组分的按重量配比为PA66:48.3%,阻燃剂:22%、POE-g-MAH:3%、抗静电剂(碳纤维):4%、抗氧剂:0.4%、辅助加工助剂:
0.3%和玻璃纤维:25%。
[0043]上述尼龙66树脂、增韧剂、抗氧剂和其他加工助剂按比例放入高速搅拌机混合3-4分钟，通过主喂料加入到双螺杆挤出机中，阻燃剂、玻璃纤维和碳纤维分别通过侧喂料输送，然后用双螺杆挤出机挤出造粒，加工温度为240-270°C之间，螺杆转速为1000转/分，真空压力控制在0.06-0.08MPa。
[0044]本实施方法中所得无卤阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子在注塑后的具体性能为:
[0045]拉伸强度:132mpa，弯曲强度:167mpa,弯曲模量:7213mpa，缺口冲击强度:
8.2KJ / m2，UL94-1.6mmV0 级，`表面电阻为 IO8 Ω。
【权利要求】
1.一种无卤阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子，其特征在于:按重量比包括20-50%尼龙66树脂、10-40%玻璃纤维、15-25%无卤阻燃剂、3-10%抗静电剂、2-8%增韧剂、0.1-0.8%抗氧剂和0.2-1.5%辅助加工助剂。
2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子，其特征在于:所述玻璃纤维是短切玻璃纤维，长度为3mm / 4.5mm，单丝直径为10 μ m / 13 μ m。
3.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子，其特征在于:所述抗静电剂是离子型抗静电剂、非离子型抗静电剂、亲水性高分子聚合物、无机导电填料中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子，其特征在于:所述增韧剂是聚烯烃弹性体接枝马来酸酐、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐、聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯段共聚物、聚乙烯接枝马来酸酐中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子，其特征在于:所述抗氧剂是IRGAN0X1098、IRGAFOS168及无机磷酸盐中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子，其特征在于:所述无齒阻燃剂是有机次膦酸盐或聚磷酸铵。
7.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子，其特征在于:所述辅助加工助剂主要是润滑剂，所述润滑剂为硬脂酸钙、乙烯基双硬脂酰胺(EBS)、OP蜡、芥酸酰胺、硅酮中的一种或几种。
8.一种无卤阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子的制备方法，其特征在于包括以下步骤:` 步骤一，按重量比选取20-50%尼龙66树脂、10-40%玻璃纤维、15-25%无卤阻燃剂、3-10%抗静电剂、2-8%增韧剂、0.1-0.8%抗氧剂和0.2-1.5%辅助加工助剂； 步骤二，将尼龙66树脂、抗静电剂、增韧剂、抗氧剂和辅助加工助剂在高速搅拌机中搅拌均匀，得到混合物； 步骤三，将混合物通过主喂料加入到双螺杆挤出机熔融共混，无卤阻燃剂和玻璃纤维通过侧喂料入到双螺杆挤出机中进行混炼； 步骤四，最后经过拉条、冷却、切粒、干燥处理完成制备。
9.根据权利要求8所述一种无卤阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子的制备方法，其特征在于:所述双螺杆挤出机的各段温度从加料口到机头的温度设定区间，前五段为270 ± 5 °C之间，后为六段255 ± 5 °C之间，机头温度为255 ± 5，阻燃剂通过第5段侧喂料输送进去，玻璃纤维通过第7段侧喂料输送进去，主机转述控制800-1000r / min，主机电流控制140-150A之间，真空压力控制在0.06-0.08MPa。
10.根据权利要求8所述一种无卤阻燃抗静电玻璃纤维增强尼龙66粒子的制备方法，其特征在于:玻璃纤维是短切玻璃纤维，长度为3mm / 4.5mm，单丝直径为10 μ m / 13ym；所述抗静电剂是离子型抗静电剂、非离子型抗静电剂、亲水性高分子聚合物、无机导电填料中的一种或多种；所述增韧剂是聚烯烃弹性体接枝马来酸酐、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐、聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯段共聚物、聚乙烯接枝马来酸酐中的一种或多种；所述抗氧剂是IRGAN0X1098、IRGAFOS168及无机磷酸盐中的一种或多种；所述辅助加工助剂主要是润滑剂，所述润滑剂为硬脂酸钙、乙烯基双硬脂酰胺(EBS)、OP蜡、芥酸酰胺、硅酮中的一种 或几种。
【文档编号】C08L77/06GK103450679SQ201310382574
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月28日 优先权日:2013年8月28日
【发明者】陆建华, 蒋东升 申请人:宁波伊德尔新材料有限公司