一种膨胀型非增强无卤阻燃尼龙6的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种膨胀型非增强无卤阻燃尼龙6的制备方法，尤其涉及一种膨胀型 非增强无卤阻燃尼龙6的制备方法，属于阻燃工程塑料技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着电子电气工业及其他特殊行业的迅速发展，尼龙面临的使用环境也越来越苛 亥IJ，因此，对尼龙的性能提出了更高的要求，需要其在保持高力学性能的前提下，阻燃性能、 电性能得到进一步的提高，所以对尼龙阻燃改性的研宄越来越受到人们的关注。目前尼龙 的阻燃主要通过两种途径实现：（1)使用添加型阻燃剂，如卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系 阻燃剂和无机氢氧化物阻燃；（2)使用反应型阻燃剂。
[0003] 考虑到阻燃剂的环保、低毒要求，氮系阻燃剂表现出了更加明显的优势，主要为三 聚氰胺及其衍生物（MCA)，阻燃机理为：MCA改变了尼龙6树脂的热氧降解历程。使其快速 的直接炭化形成不燃性的炭质，这些炭质因膨胀发泡作用而覆盖在材料表面形成薄层，隔 断与氧气的接触界面，从而有效地抑制了材料的继续燃烧。此外，MCA在350°C升华吸热并 分解成三聚氰胺及氰尿酸，后者催化尼龙降解为低聚物，并以熔滴形式脱离燃烧区域，向环 境转移大量热量。分解产生的水、氮气等不燃性气体通过发泡作用使材料变成膨胀体，大大 降低了热传导性，也有利于材料离火自熄。MCA在阻燃过程中同时表现促进炭化和发泡双重 功能。三聚氰胺衍生物类的阻燃剂，无臭、无味，本身及分解产物不含有害物质，还具有优异 的电性能和机械性能，但目前仍存在阻燃效果不稳定的缺陷。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提出一种膨胀型非增强无卤阻燃尼龙6的制备方法，用以克服 已有技术的缺陷，通过对三聚氰胺及其衍生物的化学改性，合成无卤含氮阻燃剂，并通过与 辅助阻燃剂的复配协效作用达到阻燃效果，以改善单一阻燃剂的效果不稳定的缺点，获得 阻燃等级高且效果稳定的阻燃尼龙6。
[0005] 本发明提出的膨胀型非增强无卤阻燃尼龙6的制备方法，包括以下步骤：
[0006] (1)合成无卤阻燃剂：
[0007] 将酰氯类化合物和三聚氰胺类化合物（MCA)按照1-3:1的摩尔比分散于甲苯中， 常温搅拌后加热至90°C-IKTC，回流反应4-8小时，对回流反应产物进行过滤后，以阶梯升 温方式进行干燥，水洗产物两次，过滤后在150°C下干燥3-5小时，得到白色无卤阻燃剂，其 中，所述的酰氯类化合物为苯甲酰氯、草酰氯、乙酰氯、对苯二甲酰氯、邻苯二甲酰氯、间苯 二甲酰氯或均苯三甲酰氯中的任何一种，所述的三聚氰胺类化合物（MCA)为三聚氰胺、三 聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺盐酸盐、三聚氰胺磷酸盐或三聚氰胺草酸盐中的任何一种，所述 的阶梯升温方式为：升温至120°C干燥1小时，升温至150°C干燥2小时，升温至180°C干燥 2小时，200°C干燥2小时；
[0008] (2)按照下列配比准备原料：
[0009]
【主权项】
1. 一种膨胀型非增强无卤阻燃尼龙6的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下 步骤： (1) 合成无卤阻燃剂： 将酰氯类化合物和三聚氰胺类化合物按照1-3:1的摩尔比分散于甲苯中，常温搅拌后 加热至90°C-110°C，回流反应4-8小时，对回流反应产物进行过滤后，以阶梯升温方式进行 干燥，水洗产物两次，过滤后在150°C下干燥3-5小时，得到白色无卤阻燃剂，其中，所述的 酰氯类化合物为苯甲酰氯、草酰氯、乙酰氯、对苯二甲酰氯、邻苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯或 均苯三甲酰氯中的任何一种，所述的三聚氰胺类化合物为三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐、三 聚氰胺盐酸盐、三聚氰胺磷酸盐或三聚氰胺草酸盐中的任何一种，所述的阶梯升温方式为： 升温至120°C干燥1小时，升温至150°C干燥2小时，升温至180°C干燥2小时，200°C干燥2 小时； (2) 按照下列配比准备原料： 尼龙切片PA6 60-90重量份， 白色无卤阻燃剂 7-20重量份， 辅助阻燃剂 1-5重量份， 相容剂 2-5重量份， 增韧剂 0.5-1. 8重量份， 偶联剂 0.5-1. 5重量份， 抗氧剂 0.8-2重量份， 将上述原料以上述重量份称量后加入高速混合机中混合均匀； 其中，所述的辅助阻燃剂为氧化锑、铝镁复合物或硼酸锌中的任何一种，所述的相容 剂为马来酸酐、环氧树脂或间-异丙烯基_2,2_二甲基苯酰异氰酸酯中的一种或多种以任 何比例相混合，所述的增韧剂为苯二甲酸酯类、聚酯类或间规1，2_聚丁二烯类中的任何一 种，所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、KH-560、KH-570,所述的抗氧剂中各组分的重量 百分比为：受阻酚类抗氧剂15% -25%，硫代酯类抗氧剂15% -20%，亚磷酸酯类抗氧剂 55% -70% ； (3) 熔融挤出：将混合料送入双螺杆挤出机，进行熔融共混挤出、拉条、水冷、切粒、干 燥，得到膨胀型非增强无卤阻燃尼龙6,其中，所述的挤出工艺各区段温度分别为：输送段 210°C_240°C、熔融段 230°C_260°C、挤出段 220°C_260°C、排气段 220°C_250°C、剪切段 210°C_240°C;所述的干燥温度为70°C_115°C。
2. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，其中所述的受阻酚类抗氧剂为四 [0-(3,5_二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯。
3. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，其中所述的硫代酯类抗氧剂为硫代二 丙酸二月桂酯。
4. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，其中所述的亚磷酸酯类抗氧剂为双 十八烷基季戊四醇二亚磷酸酯。
【专利摘要】本发明涉及一种膨胀型非增强无卤阻燃尼龙6的制备方法，属于阻燃工程塑料技术领域。首先合成无卤阻燃剂；按照下列配比准备原料：尼龙切片PA6切片60-90重量份，自合成无卤阻燃剂7-20重量份，辅助阻燃剂1-5重量份，相容剂2-5重量份，增韧剂0.5-1.8重量份、偶联剂0.5-1.5重量份，抗氧剂0.8-2重量份，加入高速混合机中混合均匀；熔融挤出：将混合料送入双螺杆挤出机进行熔融共混挤出、拉条、水冷、切粒、干燥，即可得阻燃尼龙。本发明制备的阻燃尼龙具有阻燃性优良、抗冲性能强、刚性品级高、流动性好、结晶性能好、表面光洁及易加工等特性。可广泛适用于机械、化工、仪表、汽车等工业中制造轴承、齿轮、泵叶及其他零件。
【IPC分类】B29C47-92, C08K3-38, C08K3-22, C08K13-02, C08L77-02, C08K5-3492, B29B9-06
【公开号】CN104610735
【申请号】CN201510046781
【发明人】钱志国, 尹继磊, 钱毅, 郭雪山, 孙洁, 李正梅, 高纬婧, 毕立, 杨慧, 边策
【申请人】北京科方创业科技企业孵化器有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月29日