一种复合聚酰胺阻燃材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于阻燃材料领域，尤其涉及一种复合聚酰胺阻燃材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 工程塑料是指一类可以作为结构材料，在较宽的温度范围内承受机械应力，在较 为苛刻的化学物理环境中使用的高性能的高分子材料。与通用塑料相比，工程塑料具有优 异的机械性能、耐磨性、耐热性、耐化学性、电性能和尺寸稳定性等。与金属材料相比，工程 塑料质轻，易成型加工，成型能耗少。由于工程塑料具有诸多优势，已成为当今世界材料工 业发展中增长速度最快的材料。
[0003] 聚酰胺_6作为工程塑料的一种，自1930年由美国杜邦公司推出至今，已发展成为 世界上应用最广的工程塑料。但聚酰胺-6易于燃烧，从而限制了其在电子、电气、建筑等行 业中的应用。
[0004] 为了改善聚酰胺-6的阻燃性能，最简单的方法是在聚酰胺-6中添加阻燃剂，制成 具有一定阻燃性能的聚酰胺复合材料。目前，在聚酰胺-6中添加最为广泛的阻燃剂是三聚 氰胺氰尿酸盐，聚酰胺-6中添加三聚氰胺氰尿酸盐后，其垂直燃烧等级得到明显改善，但 依然难以满足苛刻工况的使用要求。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种复合聚酰胺阻燃材料及其制备方法，本发 明提供的阻燃材料具有良好的阻燃效果。
[0006] 本发明提供了一种复合聚酰胺阻燃材料，由物料熔融共混制成，以重量份数计，所 述物料包括：
[0007] 聚酰胺-6 300~800份；
[0008] 三聚氰胺氰尿酸盐 60~90份; 聚酰胺-66 40~60份； 硅灰石 100~150份； 蒙脱土 丨0~50份.，
[0009] 优选的，所述聚酰胺_6的数均分子量为25000~40000。
[0010] 优选的，所述聚酰胺_66的数均分子量为20000~40000。
[0011] 优选的，所述硅灰石的长径比为（10~15) :1 ;所述硅灰石的粒径彡7 μm。
[0012] 优选的，所述娃灰石中Si02含量为40~50wt% ;所述娃灰石中CaO含量为40~ 50wt % 〇
[0013] 优选的，所述蒙脱土为有机改性蒙脱土。
[0014] 优选的，所述有机改性蒙脱土的型号为DK2和/或DK4。
[0015] 本发明提供了一种复合聚酰胺阻燃材料的制备方法，包括以下步骤：
[0016] 300~800重量份的聚酰胺_6、60~90重量份的三聚氰胺氰尿酸盐、40~60重 量份的聚酰胺-66、100~150重量份的硅灰石和10~50重量份的蒙脱土熔融共混，得到 复合聚酰胺阻燃材料。
[0017] 优选的，所述熔融共混的温度为200~230 °C。
[0018] 与现有技术相比，本发明提供了一种复合聚酰胺阻燃材料及其制备方法。本发 明提供的阻燃材料由物料熔融共混制成，以重量份数计，所述物料包括：聚酰胺-6300~ 800份；三聚氰胺氰尿酸盐60~90份；聚酰胺-6640~60份；硅灰石100~150份；蒙 脱土 10~50份。在本发明提供的阻燃材料中聚酰胺-6作为基料，三聚氰胺氰尿酸盐、聚 酰胺-66、硅灰石和蒙脱土为阻燃组分，材料起火燃烧时，基料会和阻燃组分在材料表面协 同作用，形成致密的保护炭层，从而有效的隔绝热和产生的气体外溢，达到凝聚相阻燃的效 果。实验结果表明，本发明提供的复合聚酰胺阻燃材料的垂直燃烧等级不低于V-1级，极限 氧指数大于28%。
【具体实施方式】
[0019] 下面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。
[0020] 本发明提供了一种复合聚酰胺阻燃材料，由物料熔融共混制成，以重量份数计，所 述物料包括：
[0021] 聚酰胺-6 300~800份; 三聚氰胺氰尿酸盐 60~90份; 聚酰胺-66 40~60份； 硅灰石 丨00~丨50份； 蒙脱土 10~50份。
[0022] 本发明提供的复合聚酰胺阻燃材料有物料熔融共混制成，所述物料包括聚酰 胺-6、三聚氰胺氰尿酸盐、聚酰胺-66、硅灰石和蒙脱土。
[0023] 在本发明中，所述聚酰胺-6又称为尼龙6或PA6,所述聚酰胺-6为本发明提供的 阻燃材料的基料。在本发明提供的一个实施例中，所述聚酰胺-6的数均分子量为25000~ 40000 ;在本发明提供的另一个实施例中，所述聚酰胺-6的数均分子量为31000~35000。 在本发明中，所述聚酰胺-6在所述物料中的含量为300~800重量份；在本发明提供的一 个实施例中，所述聚酰胺-6在所述物料中的含量为500~600重量份。
[0024] 在本发明中，所述三聚氰胺氰尿酸盐简称MCA，是由三聚氰胺和氰尿酸合成的盐。 在本发明中，所述三聚氰胺氰尿酸盐在所述物料中的含量为60~90重量份；在本发明提 供的一个实施例中，所述三聚氰胺氰尿酸盐在所述物料中的含量为75~80重量份。在本 发明中，三聚氰胺氰尿酸盐的作用是提高聚酰胺-6的阻燃性能，当聚酰胺-6燃烧时，三聚 氰胺氰尿酸盐能够使聚酰胺-6降解为齐聚物，产生熔滴带走大量的热，同时分解产生惰性 气体，使空气中的氧浓度降低，从而达到阻燃效果。在本发明中，三聚氰胺氰尿酸盐与聚酰 胺-66、硅灰石和蒙脱土协同作用，共同提高聚酰胺-6的阻燃性能。
[0025] 在本发明中，所述聚酰胺-66又称尼龙66。在本发明提供的一个实施例中，所述 聚酰胺-66的数均分子量为20000~40000 ;在本发明提供的另一个实施例中，所述聚酰 胺-66的数均分子量为28000~33000。在本发明中，所述聚酰胺-66在所述物料中的含 量为40~60重量份；在本发明提供的一个实施例中，所述聚酰胺-66在所述物料中的含量 为50~55重量份。在本发明中，聚酰胺-66与三聚氰胺氰尿酸盐、硅灰石和蒙脱土协同作 用，共同提高聚酰胺-6的阻燃性能。
[0026] 在本发明中，所述硅灰石是一种单链硅酸盐矿物，通常呈片状、放射状或纤维状。 在本发明提供的一个实施例中，所述硅灰石的长径比为（10~15) :1。在本发明提供的一 个实施例中，所述硅灰石的的粒径< 7 μπι。在本发明提供的一个实施例中，所述硅灰石中 Si02含量为40~50wt %;在本发明提供的另一个实施例中，所述硅灰石中Si02含量为47~ 49wt%。在本发明提供的一个实施例中，所述硅灰石中CaO含量为40~50wt% ;在本发明 提供的另一个实施例中，所述硅灰石中CaO含量为46~48wt %。在本发明提供的一个实施 例中，所述硅灰石的型号为KT-0028,该型号的硅灰石优选由江西科特精细粉体有限公司提 供。在本发明提供的一个实施例中，所述型号为KT-0028的硅灰石的长径比为（10~15) :1， 粒径彡7 μ m，Si02含量为47~49wt %，CaO含量为46~48wt %。
[0027] 在本发明中，所述硅灰石在所述物料中的含量为100~150重量份；在本发明提供 的一个实施例中，所述娃灰石在所述物料中的含量为125~130重量份。在本发明中，娃灰 石与聚酰胺-66、三聚氰胺氰尿酸盐和蒙脱土协同作用，共同提高聚酰胺-6的阻燃性能。
[0028] 在本发明中，所述蒙脱土是一种硅酸盐的矿物。在本发明提供的一个实施例中， 所述蒙脱土为有机改性蒙脱土。在本发明提供的一个实施例中，所述有机改性蒙脱土的型 号为DK2和/或DK4,上述型号的有机改性蒙脱土优选由浙江丰虹新材料股份有限公司提 供。在本发明中，所述蒙脱土在所述物料中的含量为10~50重量份；在本发明提供的一个 实施例中，所述蒙脱土在所述物料中的含量为15~35重量份。在本发明中，蒙脱土与聚酰 胺-66、三聚氰胺氰尿酸盐和硅灰石协同作用，共同提高聚酰胺-6的阻燃性能。
[0029] 在本发明提供的阻燃材料中聚酰胺-6作为基料，三聚氰胺氰尿酸盐、聚酰胺-66、