本发明属于工程塑料技术领域，具体涉及一种无卤阻燃聚酰胺材料及其制备方法。
背景技术：
聚酰胺（pa）俗称尼龙（nylon），英文名称polyamide，它是大分子主链重复单元中含有极性酰胺基团(-co-nh-)的高聚物的总称。聚酰胺可由内酸胺开环聚合制得，也可由二元胺与二元酸缩聚等得到的。pa最初用作制造纤维的原料，后来由于pa具有强韧、耐磨、自润滑、使用温度范围宽成为目前工业中应用广泛的一种工程塑料。pa广泛用来代替铜、有色金属制作机械、化工、电器零件，如柴油发动机燃油泵齿轮、水泵、高压密封圈、输油管等。pa具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性，提高性能和扩大应用范围。
pa的品种繁多，有pa6、pa66、pa11、pa12、pa46、pa610、pa612、pal010等，其中，pa6是用量最大的工程塑料之一。然而pa6的易燃性也带来了潜在的火灾危险；目前pa6中用量最大、阻燃效果最好的含卤阻燃剂由于会导致有毒烟雾释放量激增，正逐步被淘汰。因此，研究新型高效无卤阻燃pa6对社会的可持续发展意义重大。
技术实现要素：
本发明的目的是针对上述现有技术的不足提供一种无卤阻燃聚酰胺材料及其制备方法。
一种无卤阻燃聚酰胺材料，原料以重量份计包括：pa620-80份，环氧树脂5-10份，pp-g-mah1-3份，聚磷酸铵1-3份，笼型聚倍半硅氧烷1-4份，聚酰胺弹性体3-5份，气相二氧化硅2-5份，三聚氰胺衍生物1-4份，膨胀型石墨1-3份，偶联剂0.5-1份。
优选地，所述三聚氰胺衍生物为氰尿酸三聚氰胺。
优选地，所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂。
优选地，所述气相二氧化硅的粒径在10-30nm。
优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550或kh560。
上述无卤阻燃聚酰胺材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将偶联剂加至20倍重量份的蒸馏水中，搅拌条件下加入气相二氧化硅和膨胀型石墨，搅拌均匀，过滤，将所得物料烘干，得到表面改性填料；
步骤2，将pa6置于140℃烘箱干燥1-2h，得到活化pa6；
步骤3，将活化pa6、环氧树脂、pp-g-mah、聚酰胺弹性体送入密炼机，进行密炼，3-5min后，再加入聚磷酸铵、笼型聚倍半硅氧烷、三聚氰胺衍生物、表面改性填料，继续密炼2-3min，关闭密炼机，收集产物。
优选地，密炼机的温度在220-240℃，转速为50-60rpm。
本发明选用无卤阻燃剂作为阻燃成分，并添加聚酰胺弹性体进行增韧改性，同时采用表面改性的气相二氧化硅和膨胀型石墨作为增强填料，所得产品不仅具有良好的阻燃效果，还具有优异的力学性能。
具体实施方式
实施例1
一种无卤阻燃聚酰胺材料，原料以重量份计包括：pa640份，环氧树脂5份，pp-g-mah1份，聚磷酸铵1份，笼型聚倍半硅氧烷1份，聚酰胺弹性体3份，气相二氧化硅2份，三聚氰胺衍生物1份，膨胀型石墨1份，偶联剂0.5份。
其中，所述三聚氰胺衍生物为氰尿酸三聚氰胺。所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂。所述气相二氧化硅的粒径在10-30nm。所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550。
上述无卤阻燃聚酰胺材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将偶联剂加至20倍重量份的蒸馏水中，搅拌条件下加入气相二氧化硅和膨胀型石墨，搅拌均匀，过滤，将所得物料烘干，得到表面改性填料；
步骤2，将pa6置于140℃烘箱干燥1-2h，得到活化pa6；
步骤3，将活化pa6、环氧树脂、pp-g-mah、聚酰胺弹性体送入密炼机，进行密炼，3-5min后，再加入聚磷酸铵、笼型聚倍半硅氧烷、三聚氰胺衍生物、表面改性填料，继续密炼2-3min，关闭密炼机，收集产物。
其中，密炼机的温度在220-240℃，转速为50-60rpm。
所得材料可以达到ul-94v-0级的阻燃效果，注塑样品的缺口冲击强度达到50.3j/m，拉伸强度为87.2mpa，断裂伸长率为8.35%，弯曲强度为120.3mpa。
实施例2
一种无卤阻燃聚酰胺材料，原料以重量份计包括：pa650份，环氧树脂7份，pp-g-mah2份，聚磷酸铵2份，笼型聚倍半硅氧烷2份，聚酰胺弹性体4份，气相二氧化硅3份，三聚氰胺衍生物2份，膨胀型石墨2份，偶联剂0.7份。
其中，所述三聚氰胺衍生物为氰尿酸三聚氰胺。所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂。所述气相二氧化硅的粒径在10-30nm。所述偶联剂为硅烷偶联剂kh560。
上述无卤阻燃聚酰胺材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将偶联剂加至20倍重量份的蒸馏水中，搅拌条件下加入气相二氧化硅和膨胀型石墨，搅拌均匀，过滤，将所得物料烘干，得到表面改性填料；
步骤2，将pa6置于140℃烘箱干燥1-2h，得到活化pa6；
步骤3，将活化pa6、环氧树脂、pp-g-mah、聚酰胺弹性体送入密炼机，进行密炼，3-5min后，再加入聚磷酸铵、笼型聚倍半硅氧烷、三聚氰胺衍生物、表面改性填料，继续密炼2-3min，关闭密炼机，收集产物。
其中，密炼机的温度在220-240℃，转速为50-60rpm。
所得材料可以达到ul-94v-0级的阻燃效果，注塑样品的缺口冲击强度达到49.8j/m，拉伸强度为85.8mpa，断裂伸长率为8.56%，弯曲强度为119.6mpa。
实施例3
一种无卤阻燃聚酰胺材料，原料以重量份计包括：pa670份，环氧树脂8份，pp-g-mah2份，聚磷酸铵1份，笼型聚倍半硅氧烷3份，聚酰胺弹性体4份，气相二氧化硅4份，三聚氰胺衍生物3份，膨胀型石墨2份，偶联剂0.8份。
其中，所述三聚氰胺衍生物为氰尿酸三聚氰胺。所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂。所述气相二氧化硅的粒径在10-30nm。所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550。
上述无卤阻燃聚酰胺材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将偶联剂加至20倍重量份的蒸馏水中，搅拌条件下加入气相二氧化硅和膨胀型石墨，搅拌均匀，过滤，将所得物料烘干，得到表面改性填料；
步骤2，将pa6置于140℃烘箱干燥1-2h，得到活化pa6；
步骤3，将活化pa6、环氧树脂、pp-g-mah、聚酰胺弹性体送入密炼机，进行密炼，3-5min后，再加入聚磷酸铵、笼型聚倍半硅氧烷、三聚氰胺衍生物、表面改性填料，继续密炼2-3min，关闭密炼机，收集产物。
其中，密炼机的温度在220-240℃，转速为50-60rpm。
所得材料可以达到ul-94v-0级的阻燃效果，注塑样品的缺口冲击强度达到50.8j/m，拉伸强度为83.7mpa，断裂伸长率为8.78%，弯曲强度为121.8mpa。
实施例4
一种无卤阻燃聚酰胺材料，原料以重量份计包括：pa680份，环氧树脂10份，pp-g-mah3份，聚磷酸铵3份，笼型聚倍半硅氧烷4份，聚酰胺弹性体5份，气相二氧化硅5份，三聚氰胺衍生物4份，膨胀型石墨3份，偶联剂1份。
其中，所述三聚氰胺衍生物为氰尿酸三聚氰胺。所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂。所述气相二氧化硅的粒径在10-30nm。所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550。
上述无卤阻燃聚酰胺材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将偶联剂加至20倍重量份的蒸馏水中，搅拌条件下加入气相二氧化硅和膨胀型石墨，搅拌均匀，过滤，将所得物料烘干，得到表面改性填料；
步骤2，将pa6置于140℃烘箱干燥1-2h，得到活化pa6；
步骤3，将活化pa6、环氧树脂、pp-g-mah、聚酰胺弹性体送入密炼机，进行密炼，3-5min后，再加入聚磷酸铵、笼型聚倍半硅氧烷、三聚氰胺衍生物、表面改性填料，继续密炼2-3min，关闭密炼机，收集产物。
其中，密炼机的温度在220-240℃，转速为50-60rpm。
所得材料可以达到ul-94v-0级的阻燃效果，注塑样品的缺口冲击强度达到52.6j/m，拉伸强度为84.6mpa，断裂伸长率为8.83%，弯曲强度为123.6mpa。