一种阻燃高流动性高温尼龙及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高温尼龙领域，具体涉及一种阻燃高流动性高温尼龙及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 在高科技的推动下，塑料技术得到了迅速的发展，研宄人员不断的研宄出新型材 料来替代传统的金属与木材。近年来，随着市场的不断发展，汽车、工程机械、电动工具和体 育用品行业的结构零部件对金属替代材料（塑料）的性能提出了更高的要求。不但要求要 有好的力学性能，还要提高其尺寸稳定性和低的成型收缩率。聚酰胺一直位于五大工程塑 料（PA、POM、PC、PPO、PBT)之首，是目前国内外应用最广泛的一种工程塑料，具有强韧耐磨、 耐冲击、耐疲劳、耐腐蚀、耐油等优异特性，可以进行物理和化学改性。
[0003] 其中高温尼龙由于可以耐180 °C甚至大于180 °C的持续高温，可以为某些部件带 来良好的耐高温性能，因此越来越受到人们的欢迎，得到广泛应用，为满足不同领域的需 要，通常进一步对其进行改性，以提高高温尼龙某一方面的性能，如力学性能等，但是通常 改性剂的加入会使其流动性变差，容易导致高温尼龙取向性、各向异性，使加工成型时内应 力大，易收缩，且产品尺寸不容易控制。
[0004] 如为了提高高温尼龙的性能，专利 CN10176006A、CN102344671A、CN102344666A、 CN102344664A、CN101704996A、CN103788624A、CN104072982A 借助各种增强剂、填充物以及 二者的混合物来提高高温尼龙的力学强度，同时维持了其耐高温特性，但是这些物质的添 加大大降低了高温尼龙的流动性，不利于注塑或者挤出。专利CN103788624A利用原位聚合 法对高温尼龙进行改性，这种改性方法无法控制增强剂在高温尼龙中的取向，而增强剂在 高温尼龙中的取向直接影响着其性能，同时也会造成改性高温尼龙的出料困难。
[0005] 由上所述，在提高高温尼龙其他性能时必须保证其流动性能，否则会限制高温尼 龙的使用领域。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题是：提供一种阻燃高流动性高温尼龙及其制备方法，既 具有优良的力学性能又具有良好的流动性。
[0007] 本发明解决其技术问题的解决方案是：一种阻燃高流动性高温尼龙，由以下重量 百分比的组分组成：高流动性高温尼龙：35%?75% ;阻燃剂：10%?40% ;无卤无碱纤 维和/或无卤无碱填料：1〇%?30% ;增塑剂：0. 05%?3%、偶联剂：0. 05%?3%、助剂 0· 1%?5% ;
[0008] 所述的高流动性高温尼龙是由高温尼龙盐、脂肪族尼龙盐、多胺、助剂和去离子水 共聚制得预聚物，然后将预聚物进行固相聚合制得，所述的高流动性高温尼龙的相对粘度 为 2. 8 ?4. 0 ;
[0009] 所述阻燃剂为无卤阻燃剂。
[0010] 优选地，所述阻燃剂包括主阻燃剂和辅助阻燃剂，所述主阻燃剂为次磷酸铝；所述 辅助阻燃剂为PE蜡、硬脂酸钙、无水硼酸锌、季戊四醇、三聚氰胺氰尿酸盐以及聚磷酸铵中 的至少一种。
[0011] 进一步优选地，所述阻燃高流动性高温尼龙是由以下重量百分比的组分组成：高 流动性高温尼龙：35%?75%、主阻燃剂：10%?30%、辅助阻燃剂：2%?10%、无卤无碱 纤维和/或无卤无碱填料：10%?30%、增塑剂：0. 05%?3%、偶联剂：0. 05%?3%、助剂 0· 1%?5%〇
[0012] 优选地，所述的无齒无碱填料为无齒无碱滑石粉、无齒无碱高岭土、无齒无碱碳酸 隹?、无齒无碱云母、无齒无碱玻璃微珠或无齒无碱娃石灰。
[0013] 优选地，所述的无卤无碱纤维为无卤无碱玻璃纤维、无卤无碱碳纤维、无卤无碱芳 纶纤维或无卤无碱晶须。
[0014] 加入的助剂包括热稳定剂、封端剂、分子量调节剂、抗氧剂和催化剂，实际过程中 可以根据需要，由本领域技术人员选择加入其中的一种或者一种以上。
[0015] 优选地，所述的高流动性高温尼龙的熔点为270°C?330°C。
[0016] 优选地，合成所述高流动性高温尼龙所用的高温尼龙盐为尼龙6T盐、尼龙7T盐、 尼龙8T盐、尼龙9T盐、尼龙IOT盐、尼龙IlT盐、尼龙12T盐、尼龙61盐、尼龙71盐、尼龙 81盐、尼龙91盐、尼龙101盐、尼龙IlI盐和尼龙121盐中的一种或一种以上，进一步优选 地为尼龙6T盐、尼龙7T盐、尼龙8T盐、尼龙9T盐、尼龙IOT盐、尼龙IlT盐、尼龙12T盐中 的一种或者一种以上。
[0017] 优选地，合成所述高流动性高温尼龙所用的脂肪族尼龙盐为尼龙46盐、尼龙6盐、 尼龙66盐、尼龙610盐、尼龙612盐、尼龙9盐、尼龙1010盐、尼龙1012盐、尼龙11盐、尼 龙12盐和尼龙1212盐中的一种或者一种以上。
[0018] 优选地，合成所述高流动性高温尼龙所用的多胺为三氨基三苯基甲烷、聚乙烯亚 胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚酰胺-胺或聚醚胺，进一步优选地，为聚乙烯亚胺或聚醚 胺。
[0019] 本发明还提供了一种阻燃高流动性高温尼龙的制备方法，包括以下步骤：
[0020] 将高流动性高温尼龙在80°C?120°C烘烤8小时以上；
[0021] 将干燥后高流动性高温尼龙、阻燃剂、无卤无碱纤维和/或无卤无碱填料、增塑 剂、偶联剂和助剂按比例混合均匀，然后加入双螺杆挤出机，控制加工温度在290-320°C，螺 杆转速在80-150rpm，熔融挤出造粒；
[0022] 将得到粒料80°C?100°C烘干8h以上，得到所述的阻燃高流动性高温尼龙。
[0023] 本发明的有益效果是：本发明通过采用阻燃剂对高温高流动性尼龙进行改性，得 到的改性高流动性高温尼龙的不仅具有良好的流动性和力学强度，同时阻燃性得到了提 高，而且其他的优异性能如耐高温、耐磨等性能也得到了保持；同时本发明制备方法工艺简 单，效果显著。
【具体实施方式】
[0024] 以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以 充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施 例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前 提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
[0025] -种阻燃高流动性高温尼龙，由以下重量百分比的组分组成：高流动性高温尼龙： 35 %?75% ;阻燃剂：10%?40% ;无齒无碱纤维和/或无齒无碱填料：10%?30% ;增塑 剂：0· 05%?3%、偶联剂：0· 05%?3%、助剂0· 1%?5%。
[0026] 配方中的高流动性高温尼龙是由高温尼龙盐、脂肪族尼龙盐、多胺、助剂和去离子 水共聚制得预聚物，然后将预聚物进行固相聚合制得，优选地所述的高流动性高温尼龙的 相对粘度为2. 8?4. 0。
[0027] 本发明的高流动性高温尼龙合成工艺可采用本领域技术人员公知的各种工艺，优 选的是将30-50份高温尼龙盐、20-30份的脂肪族尼龙盐、0. 5-10份多胺加入去离子水中， 然后加入相应的助剂，氮气吹扫后，提高反应体系压力为3?4MPa ;升温至210?250°C， 然后保持3?10h，进行共聚，得到预聚物；然后在氮气气氛下或真空条件下，温度为180? 250°C，反应3?15h，进行固相反应增粘，从而得到所述的高流动性高温尼龙。
[0028] 其中合成高流动性高温尼龙所用的高温尼龙盐可以是本领域内技术人员所熟知 的高温尼龙盐，优选为，尼龙6T盐、尼龙"7T盐、尼龙8T盐、尼龙9T盐、尼龙IOT盐、尼龙IlT 盐、尼龙12T盐、尼龙61盐、尼龙71盐、尼龙81盐、尼龙91盐、尼龙101盐、尼龙IlI盐和 尼龙121盐中的一种或一种以上，进一步优选地为尼龙6T盐、尼龙7T盐、尼龙8T盐、尼龙 9T盐、尼龙IOT盐、尼龙IlT盐和尼龙12T盐中的一种或者一种以上。
[0029] 合成高流动性高温尼龙所用的脂肪族尼龙盐可以是本领域内技术人员所熟知的 脂肪族尼龙盐，优选为尼龙46盐、尼龙6盐、尼龙66盐、尼龙610盐、尼龙612盐、尼龙9盐、 尼龙1010盐、尼龙1012盐、尼龙11盐、尼龙12盐和尼龙1212盐中的一种或者一种以上。
[0030] 合成高流动性高温尼龙所用的多胺优选为，三氨基三苯基甲烷、聚乙烯亚胺、二乙 烯三胺、三乙烯四胺、聚酰胺-胺或聚醚胺，进一步优选地，为聚乙烯亚胺或聚醚胺。
[0031] 助剂如催化剂、封端剂等，由本领域人员根据反应需要选择性的加入一种或者多 种助剂。
[0032] 对得到的高流动性高温尼龙进行改性时，加入的阻燃剂为无卤阻燃剂；优选地，包 括主阻燃剂和辅助阻燃剂，其中主阻燃剂为次磷酸铝；辅助阻燃剂为PE蜡、硬脂酸钙、无水 硼酸锌、季戊四醇、三聚氰胺氰尿酸盐以及聚磷酸铵中的至少一种。
[0033] 对得到的高流动性高温尼龙进行改性时，加入的无卤无碱填料为无卤无碱滑石 粉、无齒无碱高岭土、无齒无碱碳酸妈、无齒无碱云母、无齒无碱玻璃微珠或无齒无碱娃石 灰。
[0034] 加入的无卤无碱纤维为无卤无碱玻璃纤维、无卤无碱碳纤维、无卤无碱芳纶纤维 或无卤无碱晶须。
[0035] 加入的助剂包括热稳定剂、封端剂、分子量调节剂、抗氧剂和催化剂，实际过程中 可以根据需要，由本本领域技术人员选择加入其中的一种或者一种以上。
[0036] 本发明的还提供了一种阻燃高流动性高温尼龙制备方法，包括以下步骤：
[0037] 将高流动性高温尼龙在80°C?120°C烘烤8小时以上；
[0038] 将干燥后高流动性高温尼龙、阻燃剂、无卤无碱纤维和/或无卤无碱填料、增塑 剂、偶联剂和助剂按比例混合均匀，然后加入双螺杆挤出机，控制加工温度在290-320°C，螺 杆转速在80-150rpm，熔融挤出造粒；
[0039] 将得到粒料80°C?100°C烘干8h