本发明涉及改性尼龙领域，特别涉及一种改性阻燃增强尼龙及其制备方法。
背景技术：
：尼龙是聚酰胺树脂，它的酰胺基团具有极性，在它的结构中存在牢固的氢键，使得尼龙的熔点较高，具有良好的力学性能。公开号为CN104017355A的中国专利公开了一种高CTI值高阻燃增强尼龙，该溴化聚苯乙烯和硼酸锌都具有高阻燃性、热稳定性和电性能，能够提高该尼龙的阻燃性和CTI值，同时加入三氧化二锑能与溴化聚苯乙烯起到协同效应，明显提高该尼龙的阻燃性能，无卤阻燃剂协效剂可以与其它阻燃剂配合，起到协调作用，使得该尼龙具有优异的阻燃性能和较高的CTI值。但是，随着社会的发展，人们对尼龙的性能有着更高的追求。技术实现要素：本发明的目的是提供一种改性阻燃增强尼龙。该改性阻燃增强尼龙具有良好的阻燃性能。本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种改性阻燃增强尼龙，包括如下重量份数的组分：本发明进一步设置为：所述阻燃剂包括季戊四醇、聚磷酸铵、三聚氰胺，按照重量比，所述季戊四醇∶聚磷酸铵∶三聚氰胺＝10-20∶5-8∶1。本发明进一步设置为：所述抗氧剂选用抗氧剂1010、抗氧剂1076中的一种。本发明进一步设置为：所述润滑剂选用硬脂酸钙。本发明进一步设置为：所述玻璃纤维的长度为0.4-0.6mm。本发明进一步设置为：按照重量份，还包括EVA2-5份和聚苯醚3-7份。本发明进一步设置为：按照重量份，还包括增塑剂4-6份。本发明进一步设置为：所述增塑剂包括磷酸三苯酯、亚磷酸三辛酯，按照重量比，所述磷酸三苯酯∶亚磷酸三辛酯＝4-8∶1。本发明的另一目的在于提供一种改性阻燃增强尼龙的制备方法，包括如下步骤：Step1：按照重量份，称取PA610-15份、PA6640-50份、云母粉3-6份、氧化钛1-3份、阻燃剂10-20份、抗氧剂0.2-0.3份、润滑剂0.3-0.5份、EVA2-5份、聚苯醚3-7份、增塑剂4-6份，加入高速搅拌锅搅拌均匀；Step2：将Step1搅拌均匀的物料加入双螺杆挤出机，再向双螺杆挤出机添加重量份为10-20份，长度为0.4-0.6mm的玻璃纤维，双螺杆挤出机内的温度分别为：一区温度255℃、二区温度255℃、三区温度255℃、四区温度250℃、五区温度250℃、六区温度245℃、七区温度240℃、八区温度240℃，模头温度为250℃，真空压强≥0.08pa，出料后拉条过水冷却，切粒，干燥，包装。本发明进一步设置为：所述高速搅拌锅的转速为400-500r/min，搅拌时间为5min。综上所述，本发明具有以下有益效果：1、PA66，又名聚己二酰己二胺，疲劳强度和刚性均较高，耐热性较好，摩擦系数低，耐磨性好，但吸湿性大，尺寸稳定性差；PA6的化学物理特性和PA66很相似，然而，它的熔点较低，而且工艺温度范围很宽。它的抗冲击性和抗溶解性比PA66塑料要好，但吸湿性也更强；2、玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。玻璃纤维长度较长，力学性能较好，但是表面会粗糙与翘曲，长度较短则力学性能较差；3、云母粉是一种非金属矿物，含有多种成分，其中主要有SiO2，含量一般在49％左右，A12O3含量在30％左右。云母粉具有良好的弹性、韧性、绝缘性、耐高温、耐酸碱、耐腐蚀、附着力强等特性，在水介质及有机溶剂中分散悬浮性好；氧化钛是白色固体或粉末状的两性氧化物，粘附力强，透明度差，不易起化学变化，介电常数较高，具有优良的电学性能，电导率随温度的上升而迅速增加，有较好的紫外线掩蔽作用；4、季戊四醇可与金属形成络合物，具有良好的表面活性；聚磷酸铵又称多聚磷酸铵或缩聚磷酸铵，无毒无味，不产生腐蚀气体，吸湿性小，热稳定性高；三聚氰胺不可燃，在常温下性质稳定；5、抗氧剂1010，化学名为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，抗氧剂1076，化学名为β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯。作为抗氧剂，抗氧剂1010和抗氧剂1076均能提高尼龙的抗氧性能；6、硬脂酸钙，白色粉末，不溶于水、冷的乙醇和乙醚，溶于热苯、苯和松节油等有机溶剂，微溶于热的乙醇和乙醚。加热至400℃时缓缓分解，可燃，遇强酸分解为硬脂酸和相应的钙盐，有吸湿性；7、EVA，化学名为乙烯-醋酸乙烯共聚物，密闭泡孔结构、不吸水、防潮、耐水性能良好，化学稳定性良好，回弹性和抗张力高，韧性高，具有良好的防震、缓冲性能，隔热，保温防寒及低温性能优异，可耐严寒和曝晒；8、聚苯醚，化学名称为聚2，6-二甲基-1，4-苯醚，有突出的电绝缘性和耐水性，有较好的耐磨性和电性能，尺寸稳定性好，有较高的耐热性，阻燃性良好，具有自息性；9、磷酸三苯酯和亚磷酸三辛酯使树脂易于加工，具有韧性，且磷含量高，具有阻燃性；本发明人意外发现磷酸三苯酯、亚磷酸三辛酯和硬脂酸钙之间能够产生协同作用，增强本发明的耐高温和耐低温性能以及耐摔性能；10、本发明通过对尼龙的配方进行优化设计，并根据尼龙的配方进行工艺条件的优化，各个组分能够协同作用，相互促进，增强本发明的耐高温和耐低温性能以及耐摔性能。具体实施方式本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。实施例1Step1：按照重量份，称取PA610份、PA6640份、云母粉3份、氧化钛1份、阻燃剂10份、抗氧剂10100.2份、硬脂酸钙0.5份、EVA5份、聚苯醚3份、增塑剂4份，加入高速搅拌锅，控制搅拌转速为500r/min，搅拌时间为5min，搅拌均匀；Step2：将Step1搅拌均匀的物料加入双螺杆挤出机，再向双螺杆挤出机添加重量份为15份，长度为0.4mm的玻璃纤维，双螺杆挤出机内的温度分别为：一区温度255℃、二区温度255℃、三区温度255℃、四区温度250℃、五区温度250℃、六区温度245℃、七区温度240℃、八区温度240℃，模头温度为250℃，真空压强≥0.08pa，出料后拉条过水冷却，切粒，干燥，包装。其中，阻燃剂包括季戊四醇、聚磷酸铵和三聚氰胺。按照重量比，季戊四醇∶聚磷酸铵∶三聚氰胺＝10∶5∶1。增塑剂包括磷酸三苯酯和亚磷酸三辛酯，按照重量比，磷酸三苯酯∶亚磷酸三辛酯＝4∶1。实施例2Step1：按照重量份，称取PA615份、PA6642份、云母粉4份、氧化钛3份、阻燃剂20份、抗氧剂10760.22份、硬脂酸钙0.4份、EVA4份、聚苯醚4份、增塑剂5份，加入高速搅拌锅，控制搅拌转速为400r/min，搅拌时间为5min，搅拌均匀；Step2：将Step1搅拌均匀的物料加入双螺杆挤出机，再向双螺杆挤出机添加重量份为12份，长度为0.45mm的玻璃纤维，双螺杆挤出机内的温度分别为：一区温度255℃、二区温度255℃、三区温度255℃、四区温度250℃、五区温度250℃、六区温度245℃、七区温度240℃、八区温度240℃，模头温度为250℃，真空压强≥0.08pa，出料后拉条过水冷却，切粒，干燥，包装。其中，阻燃剂包括季戊四醇、聚磷酸铵和三聚氰胺。按照重量比，季戊四醇∶聚磷酸铵∶三聚氰胺＝10∶8∶1。增塑剂包括磷酸三苯酯和亚磷酸三辛酯，按照重量比，磷酸三苯酯∶亚磷酸三辛酯＝5∶1。实施例3Step1：按照重量份，称取PA612份、PA6644份、云母粉5份、氧化钛2份、阻燃剂18份、抗氧剂10100.24份、硬脂酸钙0.3份、EVA3份、聚苯醚5份、增塑剂6份，加入高速搅拌锅，控制搅拌转速为425r/min，搅拌时间为5min，搅拌均匀；Step2：将Step1搅拌均匀的物料加入双螺杆挤出机，再向双螺杆挤出机添加重量份为10份，长度为0.5mm的玻璃纤维，双螺杆挤出机内的温度分别为：一区温度255℃、二区温度255℃、三区温度255℃、四区温度250℃、五区温度250℃、六区温度245℃、七区温度240℃、八区温度240℃，模头温度为250℃，真空压强≥0.08pa，出料后拉条过水冷却，切粒，干燥，包装。其中，阻燃剂包括季戊四醇、聚磷酸铵和三聚氰胺。按照重量比，季戊四醇∶聚磷酸铵∶三聚氰胺＝15∶7∶1。增塑剂包括磷酸三苯酯和亚磷酸三辛酯，按照重量比，磷酸三苯酯∶亚磷酸三辛酯＝6∶1。实施例4Step1：按照重量份，称取PA613份、PA6646份、云母粉6份、氧化钛2份、阻燃剂16份、抗氧剂10760.26份、硬脂酸钙0.4份、EVA2份、聚苯醚6份、增塑剂5份，加入高速搅拌锅，控制搅拌转速为450r/min，搅拌时间为5min，搅拌均匀；Step2：将Step1搅拌均匀的物料加入双螺杆挤出机，再向双螺杆挤出机添加重量份为18份，长度为0.55mm的玻璃纤维，双螺杆挤出机内的温度分别为：一区温度255℃、二区温度255℃、三区温度255℃、四区温度250℃、五区温度250℃、六区温度245℃、七区温度240℃、八区温度240℃，模头温度为250℃，真空压强≥0.08pa，出料后拉条过水冷却，切粒，干燥，包装。其中，阻燃剂包括季戊四醇、聚磷酸铵和三聚氰胺。按照重量比，季戊四醇∶聚磷酸铵∶三聚氰胺＝15∶5∶1。增塑剂包括磷酸三苯酯和亚磷酸三辛酯，按照重量比，磷酸三苯酯∶亚磷酸三辛酯＝7∶1。实施例5Step1：按照重量份，称取PA614份、PA6650份、云母粉5份、氧化钛3份、阻燃剂14份、抗氧剂10100.3份、硬脂酸钙0.5份、EVA4份、聚苯醚7份、增塑剂4份，加入高速搅拌锅，控制搅拌转速为475r/min，搅拌时间为5min，搅拌均匀；Step2：将Step1搅拌均匀的物料加入双螺杆挤出机，再向双螺杆挤出机添加重量份为20份，长度为0.6mm的玻璃纤维，双螺杆挤出机内的温度分别为：一区温度255℃、二区温度255℃、三区温度255℃、四区温度250℃、五区温度250℃、六区温度245℃、七区温度240℃、八区温度240℃，模头温度为250℃，真空压强≥0.08pa，出料后拉条过水冷却，切粒，干燥，包装。其中，阻燃剂包括季戊四醇、聚磷酸铵和三聚氰胺。按照重量比，季戊四醇∶聚磷酸铵∶三聚氰胺＝20∶7∶1。增塑剂包括磷酸三苯酯和亚磷酸三辛酯，按照重量比，磷酸三苯酯∶亚磷酸三辛酯＝8∶1。实施例6Step1：按照重量份，称取PA612份、PA6644份、云母粉5份、氧化钛2份、阻燃剂18份、抗氧剂10100.24份、硬脂酸钙0.3份，加入高速搅拌锅，控制搅拌转速为425r/min，搅拌时间为5min，搅拌均匀；Step2：将Step1搅拌均匀的物料加入双螺杆挤出机，再向双螺杆挤出机添加重量份为10份，长度为0.5mm的玻璃纤维，双螺杆挤出机内的温度分别为：一区温度255℃、二区温度255℃、三区温度255℃、四区温度250℃、五区温度250℃、六区温度245℃、七区温度240℃、八区温度240℃，模头温度为250℃，真空压强≥0.08pa，出料后拉条过水冷却，切粒，干燥，包装。其中，阻燃剂包括季戊四醇、聚磷酸铵和三聚氰胺。按照重量比，季戊四醇∶聚磷酸铵∶三聚氰胺＝15∶7∶1。耐高低温试验取分别按照实施例1-6制备的尼龙，分别置于6个洁净的透明的密闭容器中，控制容器内的温度为-40℃，实验时间为168h，观察尼龙是否发生脆化以及出现脆化的时间。再取分别按照实施例1-6制备的尼龙，分别置于6个洁净的透明容器中，控制容器内的温度为150℃，测试时间168h，观察尼龙是否发生熔化以及出现熔化的时间。表1耐高低温试验记录表注：脆化的指标为观察尼龙是否出现裂痕，熔化的指标为观察尼龙是否出现液体。从表1可知，实施例1-6的脆化时间和熔化时间均大于120h，可见本发明具有良好的耐高温和耐低温性能。但是在试验时间的180h中，实施例6出现低温脆化和高温熔化，而实施例1-5均未出现。可见实施例1-5的耐高温性能和耐低温又高于实施例6。耐摔实验步骤1：分别取以按照实施例1-6制备的尼龙为原料，以相同的现有工艺制作86型接线盒各100个。将所有接线盒随机分成100组，每组均包含分别以按照实施例1-6制备的尼龙为原料制作的接线盒；步骤2：在无明显空气流动环境下，将第一组接线盒先固定在离地1m高度处，再同时解除对该组接线盒的固定，忽略空气阻力，使该组接线盒以初速度为0自由落体运动到水泥地面上至处于静止状态为止。观察接线盒是否产生碎片或存在裂痕并进行记录；步骤3：其他九十九组分别重复第一组的实验并进行试验记录；步骤4：统计分别以按照实施例1-6制备的尼龙为原料制作的接线盒产生碎片、存在裂痕或者无明显变化的数量。表2耐摔实验记录表注：产生碎片表明尼龙的耐摔性能最差，而产生裂痕表明尼龙的耐摔性能较差，无明显变化表明尼龙的耐摔性能较好。从表2可知，在耐摔试验中，实施例1-6无明显变化率均不低于90％。可见本发明具有良好的耐摔性能，结构强度良好。但是实施例6中出现产生碎片的情况，而实施例1-5均未出现，可见实施例1-5的耐摔性能又优于实施例6。而在实施例1-5中，实施例3的无明显变化率达到100％，耐摔性能最强。阻燃性能试验分别以按照实施例1-6制作的尼龙为原材料，以相同的现有工艺制作成锦纶丝，均取10cm，依序用洁净的试样夹夹住并垂直悬挂于燃烧筒内。在向上流动的氧氮气流中，点燃试样上端，测定试样刚好维持燃烧状态的最低氧气浓度LOI。表3阻燃性能试验记录表最低氧气浓度LOI/％实施例126.8实施例227.3实施例329.5实施例428.4实施例527.8实施例626.5注：LOI＝氧气浓度/(氧气浓度+氮气浓度)*100％；最低氧气浓度LOI值越大，表示试样维持燃烧状态所需的最低氧气浓度越大，试样越难燃烧即试样的阻燃性能越好。从表3可知，实施例1-6均具有良好的阻燃性能。且实施例6的阻燃性能与实施例1-5相近，可见EVA、聚苯醚和增塑剂对于本发明的阻燃性能影响较小。对比例1选用公开号为CN104017355A的中国专利的实施例1作为对比例1。对比例2与实施例3不同的是去除硬脂酸钙，其它均与实施例3相同。对比例3与实施例3不同的是去除增塑剂，其它均与实施例3相同。对比例4与实施例3不同的是同时去除硬脂酸钙和增塑剂，其他均与实施例3相同。对比例5与实施例3不同的是将氧化钛替换成炭黑，其它均与实施例3相同。按照耐高低温试验和耐摔试验步骤对实施例3和对比例1-5进行试验。表4实施例3和对比例1-5耐高低温试验、耐摔试验和阻燃性能记录表从表4可得出以下结论：对比实施例3和对比例1可知，实施例3的耐低温和耐高温性能、耐摔性能和阻燃性能均优于对比例1。可见，本发明相比于现有技术具有更好的耐高温和耐低温性能、耐摔性能和阻燃性能。对比实施例3和对比例2-4可知，增塑剂能够提高本发明的耐摔性能，而硬脂酸钙能够提高本发明的耐高温和耐低温性能。但是，当增塑剂和硬脂酸钙共同使用时，本发明的耐高温和耐低温性能以及耐摔性能的增强均高于单独使用增塑剂或者硬脂酸钙。由此可见，在本发明中，增塑剂和硬脂酸之间协同作用，相互促进，增强本发明的耐高温和耐低温性能以及耐摔性能。对比实施例3和对比例5可知，氧化钛的使用增强本发明的耐摔性能，但是对于耐低温和耐高温性能以及阻燃性能没有明显影响。当前第1页1 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