一种ul94-5va级的高gwit增强pa66材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种UL94-5VA级的高GWIT增强PA66材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 玻纤增强PA66材料具有非常好的机械强度、很高的耐热性、优良的耐磨性、自 润滑性、具有良好的加工性，应用广泛。近年来电子电气、通讯、机电设备向高性能微型 化发展，对尼龙材料的阻燃性能要求越来越高。常规的阻燃增强PA66材料大多都能满 足UL94-V0的要求，但阻燃等级却难以进一步提高至UL94-5V级别，尤其是薄壁制件的 UL94-5VA级，其要求测试样品与火焰的接触面在多次施焰后必须无穿孔现象。
[0003] 当前社会对安全性的重视程度不断提高，在电子电气领域，仅仅有较好的阻燃性 已经不能满足用户对安全性的需求，有些用户的需求是：这些产品在极高的温度情况下不 仅很快可以熄灭，而且更进一步的要求是不能起燃，不产生明火，所以对材料的灼热丝起燃 温度（GWIT)提出了越来越高的要求。高灼热丝起燃温度的阻燃增强产品一般用于电子接 插件和电器外壳，这类产品壁薄，结构也比较复杂，不仅需要良好的机械性能，更需要良好 的加工性能，注塑流动性好。
[0004] 现有技术中也有通过改性来使PA66材料获得高灼热丝起燃温度，如专利号为 200910197586. 4的中国专利公开了一种高灼热丝环保型阻燃增强PA66复合材料及其制备 方法，该PA66复合材料虽然有高灼热丝起燃温度，但产品的阻燃性能只有UL94V0级，影响 了其使用范围。专利号为200210541756. 8的中国专利公开了一种高灼热丝阻燃增强PPO/ PA合金及其制备方法，虽然该方法通过制成合金的方式提高了灼热丝温度，但较多PPO的 加入和PA的相容性不好，同时颜色发黄，流动性差，无法满足薄壁制件的生产，产品的阻燃 性能也只有UL94V0级。因此，需要研究出一种既有高阻燃性能又有高灼热丝起燃温度的 PA66材料。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种UL94-5VA级的高GWIT增强PA66材料及其制备方法。
[0006] 本发明所采取的技术方案是：
[0007] 一种UL94-5VA级的高GWIT增强PA66材料，其是由以下原料制成：35-55wt%的 PA66树脂、3-5wt%的PPO树脂、13-20wt%的溴系阻燃剂、3-6wt%的锑酸钠、3-6wt%的复 配阻燃剂、15-30wt%的玻璃纤维、3-6wt%的增韧剂、0· Ι-lwt%的抗氧剂、0· Ι-lwt%的润 滑剂。
[0008] 所述的PA66树脂的相对粘度为2. 2-2. 6, PPO树脂的特性粘度为38-42cm3/g。
[0009] 所述的溴系阻燃剂为多溴二苯醚类、三溴苯酚类、溴代邻苯二甲酸酐类、溴代双酚 A类、溴代醇类、溴代高聚物及齐聚物类、其他溴系阻燃剂中的至少一种。
[0010] 所述的复配阻燃剂为磷酸酯类阻燃剂PX_200、3. 5水硼酸锌、偏硼酸钡、氮系阻燃 剂MCA-12的复配物。
[0011] 所述的增韧剂为接枝POE、EBA、EMA中的至少一种。
[0012] 所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂1 : (0. 8-1. 2)的复配物。
[0013] 所述的受阻酚抗氧剂为抗氧剂1010、1098、264、1076、2246S、300、KY-586中的至 少一种。
[0014] 所述的亚磷酸酯类抗氧剂为 168、626、618、619、TPP、TNPP、PD0P、3010、2103、2105 中的至少一种。
[0015] 所述的润滑剂为硅酮粉、EBS、PE蜡、芥酸酰胺、油酸酰胺、微晶石蜡、硬脂酸、硬脂 酸丁酯、硬脂酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸镁中的至少一种。
[0016] 一种UL94-5VA级的高GWIT增强PA66材料的制备方法，包括步骤：
[0017] 1)充分干燥 PA66 ;
[0018] 2)将充分干燥之后的PA66、除玻璃纤维之外的其他原料充分混合；
[0019] 3)将上步得到的混合物加入挤出机中挤出造粒，同时在挤出机的第五区加入玻璃 纤维,水冷切粒。
[0020] 本发明的有益效果是：
[0021] 本发明的复合材料的阻燃性能佳，能使材料的GWIT提高50?110°C，能够通过 I. 5mmGWIT875°C，阻燃性能能够通过I. 5mmUL94-5VA测试。
[0022] 具体来说：
[0023] 本发明采用新型阻燃复配体系，利用其多重阻燃机理，阻燃效果大幅度提高，复 配阻燃剂在高温时脱水成炭，当复合材料接触灼热丝瞬间，水和CO 2的脱出会吸收大量的 热降低温度，释放出的气体可阻隔材料与空气中氧气的接触。同时少量PPO树脂的加入 一方面起到利于成炭作用，另一方面也有利于阻燃性的提高。玻璃纤维的加入也使材料 的灼热丝温度明显的提高，5VA测试时多次施焰时起到骨架作用，防止穿孔，以往的试验发 现普遍使用的三氧化二锑对灼热丝温度有一定的影响，本发明采用锑酸钠作为溴的阻燃 协效剂。和传统的体系相比，新型复配体系能使材料的GWIT提高50?IKTC，能够通过 I. 5mmGWIT875°C，阻燃性能能够通过I. 5mm UL94-5VA测试。和ΡΡ0/ΡΑ合金相比，本发明成 本低，颜色好，流动性好。本发明的制备方法简单，工艺操作易于实现，可广泛用于电子接插 件和电器外壳等的生产。
【具体实施方式】
[0024] 一种UL94-5VA级的高GWIT增强PA66材料，其是由以下原料制成：35-55wt%的 PA66树脂、3-5wt%的PPO树脂、13-20wt%的溴系阻燃剂、3-6wt%的锑酸钠、3-6wt%的复 配阻燃剂、15-30wt%的玻璃纤维、3-6wt%的增韧剂、0· Ι-lwt%的抗氧剂、0· Ι-lwt%的润 滑剂。
[0025] 所述的PA66树脂的相对粘度为2. 2-2. 6,优选的，为2. 4 ;ΡΡ0树脂的特性粘度为 38_42cm3/g，优选的，为 40cm3/g。
[0026] 所述的溴系阻燃剂为多溴二苯醚类、三溴苯酚类、溴代邻苯二甲酸酐类、溴代双酚 A类、溴代醇类、溴代高聚物及齐聚物类、其他溴系阻燃剂中的至少一种；优选的，为十溴二 苯乙烷、溴化聚苯乙烯中的至少一种。
[0027] 所述的复配阻燃剂为磷酸酯类阻燃剂PX-200、3. 5水硼酸锌、偏硼酸钡、氮系阻燃 剂MCA-12的复配物；优选的，为磷酸酯类阻燃剂PX-200、3. 5水硼酸锌、偏硼酸钡、氮系阻燃 剂MCA-12质量比为I :(0.8-1.2) :(0.8-1.2) :(0.8-1.2)的复配物；更进一步的优选，为1 : 1 :1 :1的复配物。
[0028] 所述的增韧剂为接枝POE、EBA、EMA中的至少一种；优选的，为POE-g-MAH、 POE-g-GMA、EBA-g-MAH、EMA-g-GMA 中的至少一种。
[0029] 所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂1 : (0. 8-1. 2)的复配物；优选 的，为受阻酚抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂1 :1的复配物。
[0030] 所述的受阻酚抗氧剂为抗氧剂1010、1098、264、1076、2246S、300、KY-586中的至 少一种。
[0031] 所述的亚磷酸酯类抗氧剂为 168、626、618、619、TPP、TNPP、PD0P、3010、2103、2105 中的至少一种。
[0032] 所述的润滑剂为硅酮粉、EBS、PE蜡、芥酸酰胺、油酸酰胺、微晶石蜡、硬脂酸、硬脂 酸丁酯、硬脂酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸镁中的至少一种。
[0033] 一种UL94-5VA级的高GWIT增强PA66材料的制备方法，包括步骤：
[0034] 1)充分干燥 PA66 ;
[0035] 2)将充分干燥之后的PA66、除玻璃纤维之外的其他原料充分混合；
[0036] 3)将上步得到的混合物加入双螺杆挤出机中挤出造粒，同时在挤出机的第五区加 入玻璃纤维，水冷切粒。
[0037] 优选的，挤出机的螺杆的转速为250?300r/min ;挤出机的各区温度如下：
[0038] 表1 :挤出机的各区温度
[0039]
【主权项】
1. 一种UL94-5VA级的高GWIT增强PA66材料，其特征在于：其是由以下原料制成： 35-55wt%的PA66树脂、3-5wt%的PPO树脂、13-20wt%的溴系阻燃剂、3-6wt%的锑酸钠、 3-6wt%的复配阻燃剂、15-30wt%的玻璃纤维、3-6wt%的增韧剂、0. 1-lwt%的抗氧剂、 0. 1-lwt%的润滑剂。
2. 根据权利要求1所述的一种UL94-5VA级的高GWIT增强PA66材料，其特征在于：所 述的PA66树脂的相对粘度为2. 2-2. 6,PPO树脂的特性粘度为38-42cm3/g。
3. 根据权利要求1所述的一种UL94-5VA级的高GWIT增强PA66材料，其特征在于：所 述的溴系阻燃剂为多溴二苯醚类、三溴苯酚类、溴代邻苯二甲酸酐类、溴代双酚A类、溴代 醇类、溴代高聚物及齐聚物类、其他溴系阻燃剂中的至少一种。
4. 根据权利要求1所述的一种UL94-5VA级的高GWIT增强PA66材料，其特征在于：所 述的复配阻燃剂为磷酸酯类阻燃剂PX-200、3. 5水硼酸锌、偏硼酸钡、氮系阻燃剂MCA-12的 复配物。
5. 根据权利要求1所述的一种UL94-5VA级的高GWIT增强PA66材料，其特征在于：所 述的增韧剂为接枝POE、EBA、EMA中的至少一种。
6. 根据权利要求1所述的一种UL94-5VA级的高GWIT增强PA66材料，其特征在于：所 述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂1 : (〇. 8-1. 2)的复配物。
7. 根据权利要求1所述的一种UL94-5VA级的高GWIT增强PA66材料，其特征在于：所 述的受阻酚抗氧剂为抗氧剂1010、1098、264、1076、2246S、300、KY-586中的至少一种。
8. 根据权利要求1所述的一种UL94-5VA级的高GWIT增强PA66材料，其特征在于：所 述的亚磷酸酯类抗氧剂为168、626、618、619、TPP、TNPP、PD0P、3010、2103、2105中的至少一 种。
9. 根据权利要求1所述的一种UL94-5VA级的高GWIT增强PA66材料，其特征在于：所 述的润滑剂为硅酮粉、EBS、PE蜡、芥酸酰胺、油酸酰胺、微晶石蜡、硬脂酸、硬脂酸丁酯、硬脂 酸酰胺、硬脂酸钙、硬脂酸镁中的至少一种。
10. 权利要求1所述的一种UL94-5VA级的高GWIT增强PA66材料的制备方法，其特征 在于：包括步骤： 1) 充分干燥PA66 ; 2) 将充分干燥之后的PA66、除玻璃纤维之外的其他原料充分混合； 3) 将上步得到的混合物加入挤出机中挤出造粒，同时在挤出机的第五区加入玻璃纤 维，水冷切粒。
【专利摘要】本发明公开了一种UL94-5VA级的高GWIT增强PA66材料及其制备方法。所述UL94-5VA级的高GWIT增强PA66材料是由以下原料制成：PA66树脂、PPO树脂、溴系阻燃剂、锑酸钠、复配阻燃剂、玻璃纤维、增韧剂、抗氧剂、润滑剂。其制备方法为：1）充分干燥PA66；2）将充分干燥之后的PA66、除玻璃纤维之外的其他原料充分混合；3）将上步得到的混合物加入挤出机中挤出造粒，同时在挤出机的第五区加入玻璃纤维，水冷切粒。本发明的复合材料的阻燃性能佳，能使材料的GWIT提高50～110℃，能够通过1.5mmGWIT875℃，阻燃性能能够通过1.5mm UL94-5VA测试。
【IPC分类】C08K13-04, C08L77-06, C08K5-521, C08L25-06, C08L71-12, C08K7-14, C08K5-03, C08K3-24, C08K3-38
【公开号】CN104530699
【申请号】CN201410804211
【发明人】杨海民, 张翼翔, 欧阳威猛, 沈寒知
【申请人】广东聚石化学股份有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月19日