一种高刚性阻燃尼龙支架材料制备及应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高刚性阻燃尼龙支架材料制备及应用。
【背景技术】
[0002] 随着汽车、机械、电器等行业的不断发展，对材料的使用也不断的提出新的要求， 精品化、轻量化、节能环保成为了新的趋势，大量的金属材料被工程塑料所取代。尼龙作为 其中的代表占着很重要的地位。
[0003] 尼龙是一种用途广泛的工程塑料，由二胺、二酸缩聚而成，其熔点220-320°C，尼龙 树脂分子结构如下所示：
[0004]
[0005] 与其他工程塑料相比，尼龙具有优异的机械性能和较好的热性能，如高强 度、高模量、高硬度；相对较高的热变形温度，加入玻璃纤维增强后，热变形温度可从 180-270°C(1.8MPa);此外，尼龙还表现出优异的自润滑耐磨性、抗疲劳、耐蠕变性；以及良 好的耐油和溶剂性。
[0006] 但是，尼龙在每一条分子链的末端都有游离的氨基nh2-和羧基C00-，这些活性基 团使尼龙有很强的极性，活性基团以氢键与水分子结合形成结合水，使尼龙表现出比其它 高分子材料更强的吸水性，导致其注塑加工时尺寸稳定性较差，在高湿度环境下性能下降 明显。
[0007] 通过材料改性技术可大幅提高尼龙综合性能，改善不足，如玻璃纤维填充成为一 个非常常见的尼龙改性方法。目前很多厂家在使用该方法生产改性尼龙，根据不同需求分 为不同的品级，如高刚性、抗紫外、耐磨、超韧等等。但还没有以玻纤增强为基础，兼具抗水 解耐高温功能，特别还需具备普通增强尼龙所欠缺的低翘曲变形、尺寸稳定性、阻燃性好的 特点，同时目前行业也没有找到加纤材料的水口回收利用处理方法。
【发明内容】
[0008] 本发明第一方面提供一种组合物，该组合物含有尼龙、偶联剂、化学封端剂、成核 剂和填充材料。
[0009] 在一个具体实施例中，所述组合物还含有抗水解剂、阻燃剂、阻燃协效剂、润滑剂 和抗氧剂中的任意一种或多种。
[0010] 在一个具体实施例中，按重量份计，所述组合物含有：
[0011] 尼龙40~60份，
[0012] 偶联剂0.2~0.5份，
[0013] 化学封端剂〇· 5~3份，
[0014] 成核剂0· 2~0· 5份，和
[0015] 填充材料18~35份。
[0016] 在一个具体实施例中，当含有时，组合物所述抗水解剂、阻燃剂、阻燃协效剂、润滑 剂和抗氧剂的重量份分别为：
[0017] 抗水解剂0· 2~0· 5份，
[0018] 阻燃剂10~20份，
[0019] 阻燃协效剂2~5份，
[0020] 润滑剂0· 2~0· 5份，和
[0021] 抗氧剂0.2~0.5份。
[0022] 在一个具体实施例中，所述组合物含有：
[0023] 尼龙40~60份，
[0024] 偶联剂0· 2~0· 5份，
[0025] 化学封端剂〇· 5~3份，
[0026] 成核剂0· 2~0· 5份，
[0027] 填充材料18~35份，
[0028] 抗水解剂0· 2~0· 5份，
[0029] 阻燃剂10~20份，
[0030] 阻燃协效剂2~5份，
[0031] 润滑剂0· 2~0· 5份，和
[0032] 抗氧剂0· 2~0· 5份。
[0033] 在一个具体实施例中，所述尼龙为尼龙6T/66、尼龙6T/6,尼龙6T/1010、尼龙 6T/1212,尼龙 6T/612、尼龙 61/66、尼龙 61/6、尼龙 61/1010、尼龙 61/1212、和 / 或尼龙 61/612〇
[0034] 在一个具体实施例中，所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550)、γ-缩水 甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（ΚΗ560)中的一种。
[0035] 在一个具体实施例中，所述成核剂为长链羧酸钙盐、滑石粉或纳米二氧化硅中的 一种或任意多种的混合物。
[0036] 在一个具体实施例中，所述化学封端剂选自单季戊四醇、双季戊四醇、三季戊四 醇、多季戊四醇及其衍生物。
[0037] 在一个具体实施例中，所述抗水解剂为铜化合物类的抗氧剂和增效剂的混合物或 者为聚碳化二亚胺。
[0038] 在一个具体实施例中，所述阻燃剂为聚溴化苯乙烯，溴化聚苯乙烯、十溴二苯乙 烷、溴代三嗪、氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、聚磷酸铵、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、甲苯基二 苯基磷酸酯、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐中的一种或任意几种的混合物。
[0039] 在一个具体实施例中，所述阻燃协效剂为三氧化二锑、五氧化二锑、硼酸锌、氧化 锌、氧化铁或锑酸钠中的一种或任意多种的混合物。
[0040] 在一个具体实施例中，所述润滑剂为乙二撑双硬脂酸酰胺、二甲基硅油中的一种 或两种。
[0041] 在一个具体实施例中，所述抗氧剂选自：三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲 基苯基）丙烯腈、三（2,4-二叔丁基酚）亚磷酸酯、2, 6-二叔丁基-4-甲基酚（抗氧剂264)、Ν，Ν' -双-(3-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酰基）己二胺（抗氧剂1098)、双（2, 4-二 叔丁基苯酚）季戊四醇二亚磷酸酯（抗氧剂626)中的一种或几种。
[0042] 在一个具体实施例中，所述填充材料为玻璃纤维、硅灰石、碳纤维、碳酸钙、滑石粉 中的一种或几种。
[0043] 本发明第二方面提供一种尼龙材料，由以下组分制备而成：尼龙、偶联剂、化学封 端剂、成核剂和填充材料，和任选的抗水解剂、阻燃剂、阻燃协效剂、润滑剂和抗氧剂中的任 意一种或多种。
[0044] 在一个具体实施例中，所述尼龙材料由以下组分按按重量份制备获得：
[0045] 尼龙40~60份，
[0046] 偶联剂0· 2~0· 5份，
[0047] 化学封端剂〇· 5~3份，
[0048] 成核剂0· 2~0· 5份，
[0049] 填充材料18~35份；和
[0050] 任选的抗水解剂0· 2~0· 5份，
[0051] 任选的阻燃剂10~20份，
[0052] 任选的阻燃协效剂2~5份，
[0053] 任选的润滑剂0· 2~0· 5份，和
[0054] 任选的抗氧剂0· 2~0· 5份。
[0055] 在一个具体实施例中，所述尼龙材料由以下组分按按重量份制备获得：
[0056] 尼龙40~60份，
[0057] 偶联剂0· 2~0· 5份，
[0058] 化学封端剂〇· 5~3份，
[0059] 成核剂0· 2~0· 5份，
[0060] 填充材料18~35份，
[0061] 抗水解剂0· 2~0· 5份，
[0062] 阻燃剂10~20份，
[0063] 阻燃协效剂2~5份，
[0064] 润滑剂0· 2~0· 5份，和
[0065] 抗氧剂0· 2~0· 5份。
[0066] 在一个具体实施例中，所述尼龙为尼龙6Τ/66、尼龙6Τ/6,尼龙6Τ/1010、尼龙 6Τ/1212,尼龙 6Τ/612、尼龙 61/66、尼龙 61/6、尼龙 61/1010、尼龙 61/1212、和 / 或尼龙 61/612〇
[0067] 在一个具体实施例中，所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷（ΚΗ550)、γ-缩水 甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（ΚΗ560)中的一种。
[0068] 在一个具体实施例中，所述成核剂为长链羧酸钙盐、滑石粉或纳米二氧化硅中的 一种或任意多种的混合物。
[0069] 在一个具体实施例中，所述化学封端剂选自单季戊四醇、双季戊四醇、三季戊四 醇、多季戊四醇及其衍生物。
[0070] 在一个具体实施例中，所述抗水解剂为铜化合物类的抗氧剂和增效剂的混合物或 者为聚碳化二亚胺。
[0071] 在一个具体实施例中，所述阻燃剂为聚溴化苯乙烯，溴化聚苯乙烯、十溴二苯乙 烷、溴代三嗪、氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、聚磷酸铵、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、甲苯基二 苯基磷酸酯、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐中的一种或任意几种的混合物。
[0072] 在一个具体实施例中，所述阻燃协效剂为三氧化二锑、五氧化二锑、硼酸锌、氧化 锌、氧化铁或锑酸钠中的一种或任意多种的混合物。
[0073] 在一个具体实施例中，所述润滑剂为乙二撑双硬脂酸酰胺、二甲基硅油中的一种 或两种。
[0074] 在一个具体实施例中，所述抗氧剂选自：三甘醇双-3- (3-叔丁基-4-羟基-5-甲 基苯基）丙烯腈、三（2,4-二叔丁基酚）亚磷酸酯、2, 6-二叔丁基-4-甲基酚（抗氧剂264)、 Ν，Ν' -双-(3-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酰基）己二胺（抗氧剂1098)、双（2, 4-二 叔丁基苯酚）季戊四醇二亚磷酸酯（抗氧剂626)中的一种或几种。
[0075] 在一个具体实施例中，所述填充材料为玻璃纤维、硅灰石、碳纤维、碳酸钙、滑石粉 中的一种或几种。
[0076] 本发明第三方面涉及一种尼龙改性方法，所述方法包括使用选自单季戊四醇、双 季戊四醇、三季戊四醇、多季戊四醇及其衍生物的化学封端剂处理尼龙。
[0077] 在一个具体实施例中，每40~60重量份的尼龙使用0. 5~3重量份的化学封端 剂处理。
[0078] 在一个具体实施例中，所述尼龙改性方法，尤其是降低尼龙的吸水率的方法，包 括，将尼龙、偶联剂、化学封端剂、成核剂和填充材料和任选的抗水解剂、阻燃剂、阻燃协效 剂、润滑剂和抗氧剂中的任意一种或多种混合挤出。
[0079] 在一个具体实施例中，按重量份计，所述方法中使用到：
[0080] 尼龙40~60份，
[0081] 偶联剂0.2~0.5份，
[0082] 化学封端剂0· 5~3份，
[0083] 成核剂0· 2~0· 5份，
[0084] 填充材料18~35份；和
[0085] 任选的抗水解剂0. 2~0. 5份，
[0086] 任选的阻燃剂10~20份，
[0087] 任选的阻燃协效剂2~5份，
[0088] 任选的润滑剂0. 2~0. 5份，和
[0089] 任选的抗氧剂0. 2~0. 5份。
[0090] 在一个具体实施例中，所述尼龙为尼龙6Τ/66、尼龙6Τ/6,尼龙6Τ/1010、尼龙 6Τ/1212,尼龙 6Τ/612、尼龙 61/66、尼龙 61/6、尼龙 61/1010、尼