一种N‑P协效阻燃尼龙66及其制备方法与流程

技术特征：

1.一种N-P协效阻燃尼龙66，其特征是：先合成9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物的衍生物与二元胺反应的产物—含有P的阻燃剂A，再合成三聚氰胺与二元酸反应的产物二元酸三聚氰胺盐和三聚氰酸与二元胺反应的产物三聚氰酸二元胺盐，且二元酸三聚氰胺盐和三聚氰酸二元胺盐的等摩尔质量混合物为含有N的阻燃剂B，再将阻燃剂A、阻燃剂B与尼龙66盐一同加入反应器，阻燃剂A与尼龙66进行共聚，阻燃剂B与尼龙66进行原位聚合，制得所述N-P协效阻燃尼龙66；

所述N-P协效阻燃尼龙66的外观呈乳白色玻璃状固体，熔点范围为255～265℃，相对粘度范围为2.0～3.0，阻燃等级为V0，拉伸强度70.0～82.0MPa、缺口冲击强度3.5～5.0KJ/m²、弯曲强度100～120MPa，烟密度为10％～15％；

所述N-P协效阻燃尼龙66大分子的主体基本结构中至少包括以下几种链段：

U链段(尼龙66链段)为式中m＝50～300整数；

W链段为式中n＝1～15整数，式中R为饱和C1～C3的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基，R₁为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；

X链段为式中：n₁＝0～20整数，R₂＝为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；

Y链段(三聚氰胺三聚氰酸盐)为

Z链段为：

式中：R₂＝为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；

所述9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物衍生物的化学结构通式为式中：R为饱和C1～C3的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；

所述阻燃剂A为

式中：R为饱和C1～C3的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；R₁为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；

所述二元胺的化学结构通式为H₂N-R₁-NH₂，式中R₁为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；

所述二元酸的化学结构通式为HOOC-R₂-COOH，式中R₂为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；

所述二元酸三聚氰胺盐的化学结构式为式中：R₂为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；

所述三聚氰酸二元胺盐的结构式为

式中：R₁为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；

所述阻燃剂B为二元酸三聚氰胺盐和三聚氰酸二元胺盐的等摩尔质量混合物。

2.一种N-P协效阻燃尼龙66及其制备方法，其特征是步骤如下：

a、制备阻燃剂A：

在反应器①中，加入10摩尔9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物的衍生物、5L蒸馏水，加热到80℃，在搅拌下使9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物衍生物均匀分散在蒸馏水中后，降温至50℃，再加入10摩尔二元胺，搅拌混合，再降温至室温并静置10小时使固体物析出，抽滤，固体物用蒸馏水洗涤后，固体物即制得的阻燃剂A；

所述9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物衍生物的化学结构通式为：式中：R为饱和C1～C3的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；

所述二元胺的化学结构通式为H₂N-R₁-NH₂，式中R₁为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；

所述阻燃剂A为

式中：R为饱和C1～C3的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；R₁为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；

b、制备阻燃剂B：

将二元酸三聚氰胺盐和三聚氰酸二元胺盐按照等摩尔质量混合，即制得阻燃剂B；

所述二元酸三聚氰胺盐的制备方法是：在反应器②中，将等摩尔三聚氰胺和二元酸分散在去离子水中，三聚氰胺与去离子水的质量比例范围是1：4～8，搅拌均匀后，在80～90℃下反应2～3小时，抽滤，固体物即制得的二元酸三聚氰胺盐；

所述二元酸的化学结构通式为HOOC-R₂-COOH，式中：R₂为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；

所述二元酸三聚氰胺盐的化学结构式为式中：R₂为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；

所述三聚氰酸二元胺盐的制备方法是：在反应器③中，将等摩尔三聚氰酸和二元胺分散在去离子水中，三聚氰酸与去离子水的质量比例范围是1：4～8，搅拌均匀后，在80～90℃下反应2～3小时，抽滤，固体物即制得的三聚氰酸二元胺盐；

所述二元胺的化学结构通式为H₂N-R₁-NH₂，式中：R₁为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；

所述三聚氰酸二元胺盐的化学结构式为式中：R₁为饱和C4～C12的直链烷基或不饱和的直链、支链或环状的C3～C10的亚烷基；

所述阻燃剂B的制备方法是：在室温下，将所述二元酸三聚氰胺盐和所述三聚氰酸二元胺盐在容器内进行等摩尔质量混合均匀，即可；

c、制备N-P协效阻燃尼龙66：

取步骤a制得的2～5质量份阻燃剂A、步骤b制得的5～10质量份阻燃剂B、65～75质量份尼龙66盐、0～3质量份内酰胺、0.1～0.3质量份催化剂次磷酸钠、0.1～0.5质量份冰醋酸、0～0.2质量份抗氧剂、0～0.5质量份热稳定剂、以及15～20质量份去离子水，投入带有搅拌器的反应器④内，用氮气除尽反应器④内氧气后；在温度200～220℃、压力1.5～2.0MPa下进行缩聚脱水反应2～3小时，然后缓慢卸掉反应器④内压力至大气压，同时将温度升高到265～300℃，在真空度为-0.06～-0.09MPa的条件下，进行真空聚合反应1～3小时，停止搅拌，降温至255～275℃，通入氮气，静止平衡反应0.5～1小时后结束反应，再加压排出树脂熔体，经成型冷却切粒，即制得N-P协效阻燃尼龙66；

所述抗氧剂为抗氧剂3114、1098、以及168中的任一种；

所述热稳定剂为苯基次磷酸。

3.按权利要求2所述的N-P协效阻燃尼龙66及其制备方法，其特征是：步骤c中所述0～3质量份内酰胺替换为0.1～3质量份内酰胺。

4.按权利要求2或3所述的N-P协效阻燃尼龙66及其制备方法，其特征是：步骤c中所述内酰胺可以为己内酰胺、11内酰胺、以及12内酰胺中的一种或两种以上的混合物。

5.按权利要求2或3所述的N-P协效阻燃尼龙66及其制备方法，其特征是：步骤c中所述0～0.2质量份抗氧剂替换为0.1～0.2质量份抗氧剂。

6.按权利要求4所述的N-P协效阻燃尼龙66及其制备方法，其特征是：步骤c中所述0～0.2质量份抗氧剂替换为0.1～0.2质量份抗氧剂。

7.按权利要求2、3或6所述的N-P协效阻燃尼龙66及其制备方法，其特征是：步骤c中所述0～0.5质量份热稳定剂替换为0.1～0.5质量份热稳定剂。

8.按权利要求5所述的N-P协效阻燃尼龙66及其制备方法，其特征是：步骤c中所述0～0.5质量份热稳定剂替换为0.1～0.5质量份热稳定剂。