本发明涉及高分子材料改性与加工技术领域，具体为一种用于紧固件的抗紫外无卤阻燃尼龙组合物及其制备方法。
背景技术
尼龙具有出色的物理机械性、耐酸碱性、耐磨性、电绝缘性能，被广泛用于汽车制造、机械设备、电子电器等行业，阻燃尼龙的开发和应用更是扩宽了尼龙的应用领域。按阻燃剂是否含有卤素，阻燃尼龙可分为卤素阻燃尼龙和无卤阻燃尼龙两类。卤素阻燃尼龙由于阻燃效率高，对基体的机械性能影响小，加工工艺简单，得到了广泛的使用。但是由于卤素阻燃尼龙极易受到太阳光紫外线的影响发生变色，导致产品严重变色，物理机械性能下降，不适合用于户外的场合。
无卤阻燃尼龙的抗紫外线性能虽然比卤素阻燃尼龙优异，但是尼龙的酰胺基团本身也容易受到紫外线的影响发生降解，导致变色。无机紫外线吸收剂如纳米tio2虽然可以吸收一部分紫外线，但是添加过多的无机tio2对无卤阻燃尼龙的性能产生不利影响，并且tio2的吸收效率有限，不能起到长期抗紫外线的效果。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种用于紧固件的抗紫外无卤阻燃尼龙组合物及其制备方法，抗紫外无卤阻燃尼龙组合物具有长效抗紫外线性能，其在氙灯下老化1000小时的色差值小于5.0，在自然光老化180天的色差值小于5.0。这种材料特别适用于具有抗紫外要求的紧固件材料，以解决上述背景技术中提出的现有的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于紧固件的抗紫外无卤阻燃尼龙组合物，包括如下组份的原料：pa66树脂60～75份、pa6树脂15～30份、无卤阻燃剂9～15份、紫外线吸收剂a0.3～0.5份、紫外线吸收剂b0.1～0.3份、自由基淬灭剂0.1～0.5份、复配抗氧剂0.3～0.5份、润滑剂0.3～0.5份。
其中，所述pa66树脂的相对粘度为2.4～3.2。所述pa6树脂的相对粘度为1.8～2.4。所述无卤阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐。所述紫外线吸收剂a为2-(2-羟基-3,5双(a,a-二甲基苄基)苯基)苯并三唑。所述紫外线吸收剂b为聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}。所述自由基淬灭剂为亚硫酸钠或亚硝酸钠的其中一种。所述复配抗氧剂由n,n'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(抗氧剂1098)和双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯(抗氧剂626)复配所得，抗氧剂1098和抗氧剂626的比例为1:2。所述润滑剂为硬脂酸锌。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种用于紧固件的抗紫外无卤阻燃尼龙组合物的制备方法，包括如下步骤：
步骤1)：先将pa66和pa6树脂在90～110℃下干燥3～6小时；
步骤2)：将称好的原料在搅拌机混合均匀；
步骤3)：将混合后的原料投入到双螺杆挤出机的下料斗中，由各个温区的温度为230～250℃，主机转速为260～320转/分的双螺杆挤出机挤出、冷却、造粒。
本发明的有益效果是：
1.本发明的用于紧固件的抗紫外无卤阻燃尼龙组合物及其制备方法，筛选抗紫外线性能优异的高效阻燃剂，在保证材料的阻燃性能的前提下，既不影响材料的物理机械性能，又不影响材料的抗紫外线性能。
2.本发明的用于紧固件的抗紫外无卤阻燃尼龙组合物及其制备方法，采用复配有机抗紫外线吸收剂，提高紫外线吸收效率，保证材料的各项性能不受影响。
3.本发明的用于紧固件的抗紫外无卤阻燃尼龙组合物及其制备方法，当材料发生降解时，自由基淬灭剂可及时消耗自由基，终止降解链反应。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的案列，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种用于紧固件的抗紫外无卤阻燃尼龙组合物，包括如下组份的原料：pa66树脂60～75份、pa6树脂15～30份、无卤阻燃剂9～15份、紫外线吸收剂a0.3～0.5份、紫外线吸收剂b0.1～0.3份、自由基淬灭剂0.1～0.5份、复配抗氧剂0.3～0.5份、润滑剂0.3～0.5份。pa66树脂的相对粘度为2.4～3.2。pa6树脂的相对粘度为1.8～2.4。无卤阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐。紫外线吸收剂a为2-(2-羟基-3,5双(a,a-二甲基苄基)苯基)苯并三唑(uv-234)。紫外线吸收剂b为聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}(uv-944)。自由基淬灭剂为亚硫酸钠或亚硝酸钠的其中一种。复配抗氧剂由n,n'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(抗氧剂1098)和双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯(抗氧剂626)复配所得，抗氧剂1098和抗氧剂626的比例为1:2。润滑剂为硬脂酸锌。
实施例1
一种用于紧固件的抗紫外无卤阻燃尼龙组合物，包括如下组份的原料：pa66树脂59.8份、pa6树脂30份、无卤阻燃剂9份、紫外线吸收剂a0.3份、紫外线吸收剂b0.2份、自由基淬灭剂0.1份、复配抗氧剂0.3份、润滑剂0.3份。
为了更好的展现用于紧固件的抗紫外无卤阻燃尼龙组合物的制备过程，本实施例提供一种用于紧固件的抗紫外无卤阻燃尼龙组合物的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：先将pa66和pa6树脂在90～110℃下干燥3～6小时；
步骤二：将称好的原料在搅拌机混合均匀；
步骤三：将混合后的原料投入到双螺杆挤出机的下料斗中，由各个温区的温度为230～250℃，主机转速为260～320转/分的双螺杆挤出机挤出、冷却、造粒。
通过对本实施例制得的产品进行性能测试，得到其拉伸强度为69mpa，弯曲强度为83mpa，弯曲模量为2400mpa，冲击强度为55kj/m2，阻燃性能v0，氙灯测试后色差4.8以及自然老化后色差4.5。
实施例2
一种用于紧固件的抗紫外无卤阻燃尼龙组合物，包括如下组份的原料：pa66树脂74.6份、pa6树脂15份、无卤阻燃剂9份、紫外线吸收剂a0.3份、紫外线吸收剂b0.2份、自由基淬灭剂0.3份、复配抗氧剂0.3份、润滑剂0.3份。
本实施例的制备方法与实施例1相同，故不做过多赘述。
通过对本实施例制得的产品进行性能测试，得到其拉伸强度为70mpa，弯曲强度为85mpa，弯曲模量为2325mpa，冲击强度为51kj/m2，阻燃性能v0，氙灯测试后色差3.9以及自然老化后色差3.6。
实施例3
一种用于紧固件的抗紫外无卤阻燃尼龙组合物，包括如下组份的原料：pa66树脂70.3份、pa6树脂13份、无卤阻燃剂15份、紫外线吸收剂a0.5份、紫外线吸收剂b0.3份、自由基淬灭剂0.3份、复配抗氧剂0.3份、润滑剂0.3份。
本实施例的制备方法与上述实施例相同，故不做过多赘述。
通过对本实施例制得的产品进行性能测试，得到其拉伸强度为73mpa，弯曲强度为97mpa，弯曲模量为2976mpa，冲击强度为43kj/m2，阻燃性能v0，氙灯测试后色差2.0以及自然老化后色差1.8。
实施例4
一种用于紧固件的抗紫外无卤阻燃尼龙组合物，包括如下组份的原料：pa66树脂72.5份、pa6树脂15份、无卤阻燃剂11份、紫外线吸收剂a0.5份、紫外线吸收剂b0.1份、自由基淬灭剂0.3份、复配抗氧剂0.3份、润滑剂0.3份。
本实施例的制备方法与上述实施例相同，故不做过多赘述。
通过对本实施例制得的产品进行性能测试，得到其拉伸强度为70mpa，弯曲强度为90mpa，弯曲模量为2503mpa，冲击强度为48kj/m2，阻燃性能v0，氙灯测试后色差4.5以及自然老化后色差4.2。
实施例5
一种用于紧固件的抗紫外无卤阻燃尼龙组合物，包括如下组份的原料：pa66树脂65.4份、pa6树脂20份、无卤阻燃剂13份、紫外线吸收剂a0.3份、紫外线吸收剂b0.2份、自由基淬灭剂0.5份、复配抗氧剂0.3份、润滑剂0.3份。
本实施例的制备方法与上述实施例相同，故不做过多赘述。
通过对本实施例制得的产品进行性能测试，得到其拉伸强度为71mpa，弯曲强度为88mpa，弯曲模量为2679mpa，冲击强度为49kj/m2，阻燃性能v0，氙灯测试后色差3.0以及自然老化后色差2.5。
实施例6
一种用于紧固件的抗紫外无卤阻燃尼龙组合物，包括如下组份的原料：pa66树脂63.1份、pa6树脂25份、无卤阻燃剂10份、紫外线吸收剂a0.3份、紫外线吸收剂b0.3份、自由基淬灭剂0.3份、复配抗氧剂0.5份、润滑剂0.5份。
本实施例的制备方法与上述实施例相同，故不做过多赘述。
通过对本实施例制得的产品进行性能测试，得到其拉伸强度为71mpa，弯曲强度为86mpa，弯曲模量为2450mpa，冲击强度为51kj/m2，阻燃性能v0，氙灯测试后色差3.5以及自然老化后色差2.9。
下面提供三个对比例与上述实施例进行对比
对比例1
各组分的原料为：pa66树脂60.1份、pa6树脂30份、无卤阻燃剂9份、紫外线吸收剂b0.2份、自由基淬灭剂0.1份、复配抗氧剂0.3份、润滑剂0.3份。
其制备方法同上述实施例。
通过对本对比例制得的产品进行性能测试，得到其拉伸强度为73mpa，弯曲强度为88mpa，弯曲模量为2289mpa，冲击强度为55kj/m2，阻燃性能v0，氙灯测试后色差6.0以及自然老化后色差6.5。
对比例2
各组分的原料为：pa66树脂75份、pa6树脂15份、无卤阻燃剂9份、紫外线吸收剂a0.3份、自由基淬灭剂0.1份、复配抗氧剂0.3份、润滑剂0.3份。
其制备方法同上述实施例。
通过对本对比例制得的产品进行性能测试，得到其拉伸强度为69mpa，弯曲强度为79mpa，弯曲模量为2343mpa，冲击强度为51kj/m2，阻燃性能v0，氙灯测试后色差7.1以及自然老化后色差6.8。
对比例3
各组分的原料为：pa66树脂74.9份、pa6树脂15份、无卤阻燃剂9份、紫外线吸收剂a0.3份、紫外线吸收剂a0.2份、复配抗氧剂0.3份、润滑剂0.3份。
其制备方法同上述实施例。
通过对本对比例制得的产品进行性能测试，得到其拉伸强度为69mpa，弯曲强度为81mpa，弯曲模量为2436mpa，冲击强度为51kj/m2，阻燃性能v0，氙灯测试后色差6.7以及自然老化后色差7.9。
以下将实施例1-6与对比例1-3的原料组成列于表1中
表1实施例和对比例的原料组成
对实施例和对比例的产品进行性能测试，其结果列于表2中
表2实施例和对比例产品的性能测试结果
氙灯测试条件：光照强度0.35w/nm.m2，照射1000小时；自然老化条件：自然光老化180天。
从表2的测试结果可知，紫外线吸收剂a和紫外线吸收剂b的复配效果明显；自由基淬灭剂可明显提高材料的抗紫外线性能；阻燃剂mca对材料的物理机械性能的影响较小，对材料的抗紫外线性能也无明显的影响。本法明的实施例取得了明显的有益效果，且实施例3的原料配比为最优原料配比。
综上所述：本发明的提出的用于紧固件的抗紫外无卤阻燃尼龙组合物及其制备方法，采用pa66树脂60～75份、pa6树脂15～30份、无卤阻燃剂9～15份、紫外线吸收剂a0.3～0.5份、紫外线吸收剂b0.1～0.3份、自由基淬灭剂0.1～0.5份、复配抗氧剂0.3～0.5份、润滑剂0.3～0.5份的原料配比制得的产品筛选抗紫外线性能优异的高效阻燃剂，在保证材料的阻燃性能的前提下，既不影响材料的物理机械性能，又不影响材料的抗紫外线性能，采用复配有机抗紫外线吸收剂，提高紫外线吸收效率，保证材料的各项性能不受影响，当材料发生降解时，自由基淬灭剂可及时消耗自由基，终止降解链反应。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。