专利名称：无卤阻燃聚苯醚/尼龙6共混合金及其制备方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种无卤阻燃聚苯醚/尼龙6 (ΡΡ0/PA6)共混合金及其制备方法与应用。
背景技术：
随着社会的进步，科技的发展，人们的生活越来越便利，同时人们对环境的关注度也越来越高。聚苯醚(PPO)是一种性能优异的热塑性工程塑料，具有如下优点:(I)优良的物理、力学性能。密度小、无毒、较高的力学强度、耐蠕变性能好、成型收缩率低；(2)优良的耐热性能。玻璃化转变温度(Tg)在热塑性塑料中最高，约210°C，熔点约260°C，它可在160-190°C的温度范围内连续工作，高温下的耐蠕变性是热塑性工程塑料中较为优异的；优良的电性能。PPO分子结构中无强极性基团，电性能稳定，可在广泛的温度及频率范围内保持良好的电性能。其介电常数和介电损耗角正切是工程塑料中最小的，几乎不受温度、湿度及频率的影响；(4)难燃，有自熄性。其氧指数为29%，阻燃性良好；(5)优良的耐酸碱性、耐应力松弛和耐疲劳性能以及良好的尺寸稳定性。其中高抗蠕变性能则是其最突出的特点，因此PPO特别适合制作承受长期载荷的工业用结构件。但PPO也有一些缺点，如耐溶剂性差、制品容易发生应力开裂、缺口冲击强度低等。PPO耐光性差，长时间在阳光或荧光灯下使用产品易变色，颜色发黄，原因是紫外线能使芳香醚的链结合分裂；另外一个致命的缺点是流动性差，成型加工困难，由于PPO分子链刚性较大，熔体黏度高，这影响了 PPO的推广应用。聚酰胺(PA)是一种性能优良的工程塑料，它由于结晶度较高使其具有耐溶剂性好、力学强度高、易加工等优点。但其存在冲击强度低、耐热性较差、因高吸水性造成的制品尺寸稳定性差等缺点，使其应用受到限制。
无卤阻燃ΡΡ0/ΡΑ合金既保持了 PPO的耐热性好、尺寸稳定等优点，又融进了 PA的耐磨性和耐有机溶剂性。在一些特殊的电子电器以及大型设备中，需要具有特殊性能(如绝缘性、耐腐蚀性、密度小等)的齿轮、棒材等型材，而工业中常用的金属型材无法满足要求。
发明内容
本发明就是为了解决上述现有技术存在的PPO的缺口冲击强度低、耐溶剂性差、价格较高等问题而提供一种无卤阻燃聚苯醚/尼龙6共混合金。本发明的另一目的是提供上述无卤阻燃聚苯醚/尼龙6共混合金的制备方法。本发明的再一目的是提供上述无卤阻燃聚苯醚/尼龙6共混合金的用途。本发明的目的通过以下技术方案来实现:
一种无卤阻燃聚苯醚/尼龙6共混合金，由包含以下重量份的组分制成:
聚苯醚20-80份，
尼龙610-40份，
相容剂5-35份，阻燃剂5-20份，
增韧剂5-15份，
抗氧剂0.2-0.5份，
润滑剂0.2-0.7份，
助剂3-35.5份。优选的，所述相容剂选自聚苯醚接枝马来酸酐、苯乙烯-马来酸酐共聚物、POE接枝马来酸酐中的一种或几种。优选的，所述阻燃剂为磷酸酯类化合物。优选的，所述磷酸酯类化合物选自间苯二酚双苯基磷酸酯(RDP)、三苯基磷酸酯(TPP)、二苯基磷酸酯(BDP)、三甲基磷酸酯(TMP)、三乙基磷酸酯(TEP)、三丁基磷酸酯(TBP )、磷酸三环己酯、磷酸三甲酚酯(TCF)中的一种或几种。优选的，所述增韧剂选自苯乙烯与丁二烯的嵌段共聚物(SBS)、(氢化苯乙烯/ 丁二烯/苯乙烯)嵌段共聚物(SEBS)、马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚弹性体(SEBS-g-MAH)中的一种或几种。优选的，所述抗氧剂选自抗氧剂1010 (四[1- (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)
丙酸酯]季戊四醇酯)、抗氧剂1076 (P - (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳
醇酯)、抗氧剂168 (三[2.4- 二叔丁基苯基]亚磷酸酯)中的一种或几种；所述润滑剂选自硬脂酸钙、硅酮、石蜡、低 分子量聚丙烯、聚乙烯蜡、硬脂酸锌中的一种或几种。优选的，所述低分子量聚丙烯的分子量为3000-8000。优选的，所述助剂选自填料、偶联剂中的一种或几种。优选的，所述填料选自玻璃纤维、碳酸钙、硅酸钙、滑石粉、钛白粉中的一种或几种；所述玻璃纤维选自长玻璃纤维或短切玻璃纤维；所述偶联剂为y -氨丙基三乙氧基硅烷(硅烷偶联剂KH-550)。一种无卤阻燃聚苯醚/尼龙6共混合金的制备方法，包括以下步骤:
按重量份称取20-80份聚苯醚、10-40份尼龙6、5-35份相容剂、5_20份阻燃剂、5-15份增韧剂、0.2-0.5份抗氧剂、0.2-0.7份润滑剂和3-35.5份助剂，将上述原料经高混机高速混匀，然后将混合物料倒入螺杆挤出机中，经螺杆挤出机拉条切粒即可得到产品；
其中，所述高混机转速为800-1000rpm，混合温度为40_80°C，混合时间为3_10min ;所述螺杆挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，挤出温度为240-290°C。本发明的无卤阻燃聚苯醚/尼龙6共混合金，其性能符合挤出型材材料的性能要求，因此，本发明的技术方案还包括本发明的无卤阻燃聚苯醚/尼龙6共混合金作为挤出型材材料(如棒材、板材等)的应用。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
本发明将PA6与PPO共混改性，并添加其他助剂，得到的无卤阻燃PP0/PA6共混合金可以代替钢板或特种工程塑料。首先，PA6的加入可以改善PPO的加工性能，PP0/PA6共混合金相对于金属型材而言，成本较低，节约能源，实现了以塑代钢的目的，而且塑料合金具有极好的耐腐蚀性和绝缘性，同时通过添加填料可以极大的增强材料的整体强度,通过添加增韧剂可以改善材料的缺口冲击强度，通过添加无卤阻燃剂，赋予了塑料合金很好的阻燃性，无卤阻燃剂对环境也比较友好，不会造成二次污染。其次，无卤阻燃PP0/PA6共混合金挤出成型工艺简单，节约加工成本，减小能量损耗。最后，本发明的无卤阻燃PP0/PA6共混合金可以推广至挤出型材，具有良好的耐腐蚀性、绝缘性，很好的强度、韧性以及耐磨性，并且质轻，可以用作特殊的电子电器等大型设备中的零部件，用途广泛，且极大地降低成本。利用无卤阻燃PP0/PA6共混合金制得的型材具有足够的强度和刚性，而且同时具备PPO耐热性和尺寸稳定性好以及PA6耐有机溶剂性和耐磨性的优点，易于加工成型，可以在很大范围内代替不锈钢以及PEEK (聚醚醚酮)等型材使用，大大降低了成本。
具体实施例方式
下面结合各实施例详细描述本发明。实施例1
(O按以下重量份称取各组分原料:
聚苯醚30份，
尼龙630份，
相容剂PPO-g-MAH 30份，
阻燃剂RDP5份， 增韧剂SEBS10份，
抗氧剂10100.2份，
抗氧剂1680.1份，
硬脂酸钙0.2份
碳酸钙3份；
(2)将上述原料经高混机高速混匀，其高混机速度为800rmp，混合温度为40°C，混合IOmin ;然后将混合物料经双螺杆挤出机拉条切粒即可得到产品，控制各区的温度在260-290。。。实施例2
(O按以下重量份称取各组分原料:
聚苯醚32份，
尼龙638份，
相容剂POE-g-MAH 5份，
阻燃剂TPP20份
增韧剂SBS10份，
抗氧剂10100.1份，
抗氧剂1680.1份，
娃酮0.2份，
娃酸韩5份；
(2)将上述原料经高混机高速混匀，控制高混机速度为900rmp，混合温度为80°C，混合3min，然后将混合物料经双螺杆挤出机拉条切粒即可得到产品，各区的温度控制在240-265 °C。实施例3
(1)按以下重量份称取各组分原料:
聚苯醚68份，
尼龙612份，
相容剂SMAH10份，
阻燃剂TCF8份，
增韧剂 SEBS-g-MAH10 份，
抗氧剂10100 .2份，
抗氧剂1680.2份，
石蜡0.2份，
滑石粉7份；
(2)将上述原料经高混机高速混匀，其高混机速度为lOOOrmp，混合温度为60°C，混合6min ;将混合物料经双螺杆挤出机拉条切粒即可得到产品，各区的温度控制在250-280°C。实施例4
(O按以下重量份称取各组分原料:
聚苯醚80份，
尼龙610份，
相容剂SMAH5份，
阻燃剂BDP5份，
增韧剂SBS15份，
抗氧剂10100.3份，
抗氧剂1680.2份，
低分子量聚丙烯0.2份，
钛白粉5份；
(2)将上述原料经高混机高速混匀，其高混机速度为950rmp，混合温度为60°C，混合5min ;将混合物料经双螺杆挤出机拉条切粒即可得到产品，各区的温度控制在260-280°C。实施例5
(O按以下重量份称取各组分原料:
聚苯醚20份，
尼龙625份，
相容剂PPO-g-MAH20份，
阻燃剂TMP15份，
增韧剂SEBS5份，
抗氧剂10100.2份，
抗氧剂1680.1份，
聚乙烯蜡0.3份，
短切玻璃纤维(直径18 μ m) 25份，
偶联剂KH-5500.5份；(2)将上述原料经高混机高速混匀，控制高混机速度为850rmp，混合温度为55°C，混合7min ;将混合物料经双螺杆挤出机拉条切粒即可得到产品，各区的温度控制在265-285°C。实施例6
(O按以下重量份称取各组分原料:
聚苯醚35份，
尼龙612份，
相容剂POE-g-MAH10份，
阻燃剂TEP8份，
增韧剂SEBS-g-MAH5份，
抗氧剂10100.1份，
抗氧剂1680.1份 ，
硬脂酸锌0.5份，
长玻璃纤维35份，
偶联剂KH-5500.5份；
(2)将上述原料经高混机高速混匀，其高混机速度为920rmp，混合温度为48°C，混合Smin ;将混合物料经单螺杆挤出机拉条切粒即可得到产品，各区的温度控制在250-270°C。实施例7
(O按以下重量份称取各组分原料:
聚苯醚35份，
尼龙620份，
相容剂PPO-g-MAH35份，
阻燃剂TBP6份，
增韧剂SEBS10份，
抗氧剂10100.2份，
抗氧剂1680.1份，
硬脂酸锌0.7份，
钛白粉15份；
(2)将上述原料经高混机高速混匀，其高混机速度为980rmp，混合温度为50°C，混合4min ;将混合物料经双螺杆挤出机拉条切粒即可得到产品，各区的温度控制在245-275 。实施例8
(I)按以下重量份称取各组分原料:
聚苯醚35份，
尼龙640份，
相容剂SMAH5份，
阻燃剂磷酸三环己酯 10份，
增韧剂SEBS15份，
抗氧剂10760.2份，
聚乙烯蜡0.2份，
长玻璃纤维20份，偶联剂KH-5500.5份；
(2)将上述原料经高混机高速混匀，其高混机速度为880rmp，混合温度为70°C，混合9min ;将混合物料经双螺杆挤出机拉条切粒即可得到产品，各区的温度控制在250-280°C。将实施例1制备得到的产品进行性能测试，测试结果见表I。表权利要求
1.一种无卤阻燃聚苯醚/尼龙6共混合金，其特征在于，由包含以下重量份的组分制成: 聚苯醚20-80份， 尼龙610-40份， 相容剂5-35份， 阻燃剂5-20份， 增韧剂5-15份， 抗氧剂0.2-0.5份， 润滑剂0.2-0.7份， 助剂3-35.5份。
2.如权利要求1所述的无卤阻燃聚苯醚/尼龙6共混合金，其特征在于，所述相容剂选自聚苯醚接枝马来酸酐、苯乙烯-马来酸酐共聚物、POE接枝马来酸酐中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的无卤阻燃聚苯醚/尼龙6共混合金，其特征在于，所述阻燃剂为磷酸酯类化合物。
4.如权利要求3所述的无卤阻燃聚苯醚/尼龙6共混合金，其特征在于，所述磷酸酯类化合物选自间苯二酚双苯基磷酸酯、`三苯基磷酸酯、二苯基磷酸酯、三甲基磷酸酯、三乙基磷酸酯、三丁基磷酸酯、磷酸三环己酯、磷酸三甲酚酯中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的无卤阻燃聚苯醚/尼龙6共混合金，其特征在于，所述增韧剂选自苯乙烯与丁二烯的嵌段共聚物、(氢化苯乙烯/ 丁二烯/苯乙烯)嵌段共聚物、马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚弹性体中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的无卤阻燃聚苯醚/尼龙6共混合金，其特征在于，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种；所述润滑剂选自硬脂酸钙、硅酮、石蜡、低分子量聚丙烯、聚乙烯蜡、硬脂酸锌中的一种或几种。
7.如权利要求1所述的无卤阻燃聚苯醚/尼龙6共混合金，其特征在于，所述助剂选自填料、偶联剂中的一种或几种。
8.如权利要求7所述的无卤阻燃聚苯醚/尼龙6共混合金，其特征在于，所述填料选自玻璃纤维、碳酸钙、硅酸钙、滑石粉、钛白粉中的一种或几种；所述玻璃纤维选自长玻璃纤维或短切玻璃纤维；所述偶联剂为j _氨丙基二乙氧基娃烧。
9.一种如权利要求1至8中任一项所述的无卤阻燃聚苯醚/尼龙6共混合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 按重量份称取20-80份聚苯醚、10-40份尼龙6、5-35份相容剂、5_20份阻燃剂、5_15份增韧剂、0.2-0.5份抗氧剂、0.2-0.7份润滑剂和3-35.5份助剂，将上述原料经高混机高速混匀，然后将混合物料倒入螺杆挤出机中，经螺杆挤出机拉条切粒即可得到产品； 其中，所述高混机转速为800-1000rpm，混合温度为40_80°C，混合时间为3_10min ;所述螺杆挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，挤出温度为240-290°C。
10.一种如权利要求1至8中任一项所述的无卤阻燃聚苯醚/尼龙6共混合金作为挤出型材材料的应用。
全文摘要
本发明公开了一种无卤阻燃聚苯醚/尼龙6共混合金，由包含以下重量份的组分制成聚苯醚20-80份，尼龙610-40份，相容剂5-35份，阻燃剂5-20份，增韧剂5-15份，抗氧剂0.2-0.5份，润滑剂0.2-0.7份，助剂3-35.5份。本发明还公开了该无卤阻燃聚苯醚/尼龙6共混合金的制备方法及作为挤出型材材料的应用。本发明的无卤阻燃PPO/PA6共混合金具有极好的耐腐蚀性和绝缘性，很好的强度、韧性、阻燃性以及耐磨性，并且质轻，可以代替钢板或特种工程塑料，实现了以塑代钢的目的。并可以推广至挤出型材，用作特殊的电子电器等大型设备中的零部件，用途广泛，且极大地降低了成本。
文档编号C08K3/34GK103160108SQ20111040725
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月9日 优先权日2011年12月9日
发明者赵亚囡 申请人:上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司