本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种磷溴复配增强阻燃尼龙66复合材料及其制备方法。
背景技术
现今高分子材料在日常生活中地应用越来越广泛，人们对此类产品的安全性能尤其是阻燃性能的要求也越来越高。传统阻燃效率较高的阻燃剂大都是以溴化物为代表的卤系阻燃剂。此类阻燃剂在加工及使用过程中容易产生腐蚀性的卤化氢气体，严重危害人类身体健康，并且进一步腐蚀设备、损害环境等等。因此，人们对阻燃添加剂低烟、低毒的期望越来越高，在这种发展方向上的研究也越来越多。磷系阻燃剂凭借其低烟、低毒等优点成为市场上应用越来越广的新型无卤阻燃剂，但是由于大部分厂家的生产技术不够成熟，所以磷系阻燃剂的价格比溴系阻燃剂高。此外，磷系阻燃剂的阻燃效率随着种类的不同有很大的区别，目前应用最多的是阻燃效率较高的无机类磷系阻燃剂。无机磷类阻燃剂比有机磷类阻燃剂添加量少，但是对材料的性能影响很大，所以限制了其大范围地应用。然而，磷系阻燃剂与溴系阻燃剂复配增强阻燃尼龙66产品可以用更少的阻燃剂做出综合性能优良的产品，生产出的产品在各方面都可以代替纯溴增强阻燃尼龙66产品。
溴系阻燃剂阻燃机理主要是溴化物在中等温度下分解出溴自由基，溴自由基可以与断链的烷烃自由基反应，从而阻止断链进一步氧化燃烧。同时溴自由基还能与电离的氢自由基结合生成难燃的溴化氢，这部分气体能够冲淡制件附近可燃性气体从而实现阻燃的目标。磷系阻燃剂阻燃机理可分为固相和气相两部分，首先磷系阻燃剂在燃烧过程中产生的磷酸酐可促使可燃物脱水碳化形成碳化层能有效地降低火焰与凝聚相之间的热传导；此外，酸酐受热分解形成玻璃状熔融物覆盖在可燃物表面，有效地阻隔了氧气与可燃物之间的接触，从而起到阻燃作用。
综上所述，磷溴复配的阻燃效率比单一使用时都要高。此外，磷溴复配的阻燃尼龙66产品无论在环保以及力学性能上都表现出良好的竞争优势。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决溴系增强阻燃尼龙66复合材料在使用过程中不稳定、环保性差(阻燃剂用量多)、燃烧时发烟量大等问题，提供了一种机械性能和加工性能优良的磷溴复配增强阻燃尼龙66复合材料。
本发明另一目的在于提供一种磷溴复配增强阻燃尼龙66复合材料的制备方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种磷溴复配增强阻燃尼龙66复合材料，包括按重量份计：
所述尼龙66树脂为己二胺与己二酸脱水聚合的产物，粘度在2.0-2.8之间。
所述尼龙6树脂为己内酰胺开环脱水聚合的产物，粘度在2.0-2.8之间。
所述磷系阻燃剂为红磷、二乙基次磷酸铝、二异丁基次磷酸铝、三聚氰胺聚磷酸盐、聚磷酸铵、磷酸酯中的一种。
所述溴系阻燃剂为溴化聚苯乙烯、聚溴化苯乙烯、十溴二苯乙烷、溴化环氧中的一种。
所述阻燃协效剂为三氧化二锑。
所述玻璃纤维为经过硅烷偶联剂处理的耐水解无碱短切玻璃纤维，耐水解无碱短切玻璃纤维长度为1-4mm。
所述抗氧剂为n,n'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯两种复配物，其质量比为1:1-3；润滑剂为高分子复合酯、季戊四醇硬脂酸酯两种复配物，其质量比为1:1-3。
上述的磷溴复配增强阻燃尼龙66复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)、称取原料，按重量份计：
(2)、原料混合：将步骤(1)称得的原料投入到混料机中混合，混匀之后备用；
(3)、造粒，将混合均匀后的材料投入双螺杆挤出机中熔融挤出，通过侧喂料的方式加入短切玻璃纤维，保持挤出机各温区的温度为235℃-265℃，最终获得产品。
所述尼龙66树脂为己二胺与己二酸脱水聚合的产物，粘度在2.0-2.8之间；尼龙6树脂为己内酰胺开环脱水聚合的产物，粘度在2.0-2.8之间；磷系阻燃剂为红磷、二乙基次磷酸铝、二异丁基次磷酸铝、三聚氰胺聚磷酸盐、聚磷酸铵、磷酸酯中的一种；溴系阻燃剂为溴化聚苯乙烯、聚溴化苯乙烯、十溴二苯乙烷、溴化环氧中的一种；阻燃协效剂为三氧化二锑；玻璃纤维为经过硅烷偶联剂处理的耐水解无碱短切玻璃纤维，耐水解无碱短切玻璃纤维长度为1-4mm；抗氧剂为n,n'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯两种复配物，其质量比为1:1-3；润滑剂为高分子复合酯、季戊四醇硬脂酸酯两种复配物，其质量比为1:1-3。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)通过在溴系阻燃产品中加入磷系阻燃剂，可以有效地降低溴系阻燃的用量从而提升了产品的环保性能。
(2)通过在溴系阻燃产品中加入磷系阻燃剂，磷系复配的阻燃体系极大地提升了产品的阻燃效率，降低了整体阻燃剂的用量，从而降低了制造成本。
(3)通过在溴系阻燃产品中加入磷系阻燃剂，由于磷系阻燃剂热稳定比溴系阻燃剂好，所以有效地提升了产品在挤出和注塑加工过程中的热稳定性，使得制件表面光滑、高光泽、无色差。
(4)本产品对设备要求不高，工艺流程简单，生产过程安全环保。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种磷溴复配增强阻燃尼龙66复合材料，首先按重量份数称取以下物料：
玻璃纤维为经过硅烷偶联剂处理的耐水解无碱短切玻璃纤维，纤维长度为1-4mm；抗氧剂为n,n'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯两种复配物，其质量比为1:3；润滑剂为高分子复合酯、季戊四醇硬脂酸酯两种复配物，其质量比为1:3。
将上述物料投入到混料机中混合混匀，然后将混合后的物料放入挤出机的主下料桶通过挤出机造粒，挤出过程中40份短切玻璃纤维以侧喂料的方式加入，保持真空开启，挤出机各温区的温度为255℃(一区)、265℃(二区)、265℃(三区)、255℃(四区)、245℃(四区)、235℃(五区)、235℃(六区)、235℃(七区)、235℃(八区)、265℃(机头)。
实施例2
本实施例与实施例1不同之处在于：首先按重量份数称取以下物料：
玻璃纤维为经过硅烷偶联剂处理的耐水解无碱短切玻璃纤维，纤维长度为1-4mm；抗氧剂为n,n'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯两种复配物，其质量比为1:2；润滑剂为高分子复合酯、季戊四醇硬脂酸酯两种复配物，其质量比为1:2。
将上述物料投入到混料机中混合混匀，然后将混合后的物料放入挤出机的主下料桶通过挤出机造粒，挤出过程中30份短切玻璃纤维以侧喂料的方式加入，保持真空开启，挤出机各温区的温度为255℃(一区)、265℃(二区)、265℃(三区)、255℃(四区)、245℃(四区)、235℃(五区)、235℃(六区)、235℃(七区)、235℃(八区)、265℃(机头)。
实施例3
本实施例与实施例2不同之处在于：首先按重量份数称取以下物料：
玻璃纤维为经过硅烷偶联剂处理的耐水解无碱短切玻璃纤维，纤维长度为1-4mm；抗氧剂为n,n'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯两种复配物，其质量比为1:1；润滑剂为高分子复合酯、季戊四醇硬脂酸酯两种复配物，其质量比为1:1。
将上述物料投入到混料机中混合混匀，然后将混合后的物料放入挤出机的主下料桶通过挤出机造粒，挤出过程中35份短切玻璃纤维以侧喂料的方式加入，保持真空开启，挤出机各温区的温度为255℃(一区)、265℃(二区)、265℃(三区)、255℃(四区)、245℃(四区)、235℃(五区)、235℃(六区)、235℃(七区)、235℃(八区)、265℃(机头)。
对比实施例
本实施例与1不同之处在于：首先按重量份数称取以下物料：
玻璃纤维为经过硅烷偶联剂处理的耐水解无碱短切玻璃纤维，纤维长度为1-4mm；抗氧剂为n,n'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯两种复配物，其质量比为1:1；润滑剂为高分子复合酯、季戊四醇硬脂酸酯两种复配物，其质量比为1:1。
通过调整产品中磷溴阻燃剂种类以及比例，成功的制备出了性能优良的产品。磷溴复配阻燃效率比纯溴阻燃效率更高，因此复配产品中阻燃剂添加量仅为纯溴产品的40％，大大降低了材料的制造成本。
另外，通过试验对比本发明的产品在注塑成型时成型周期比纯溴产品长三分之一，表面依旧具有很好的光泽未出现材料降解的现象(热稳定好)；材料燃烧时的发烟量比纯溴的阻燃产品降低了一半，极大地提升了环保性能。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。