一种无卤阻燃高温聚酰胺组合物及其制备方法和应用与流程

本发明涉及工程塑料，具体涉及一种无卤阻燃高温聚酰胺组合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、目前新能源汽车快速发展，增程式和混动式汽车逐渐退出历史平台，纯电式新能源汽车为解决能源焦虑，开始迈向快速充电，快速充电对于电压和电流提出了更高的要求，目前电压向800v迈进，电流已经开始逐渐从180a向360a及420a迈进；在上述电流和电压情况下，通电温升明显，会将制件加热到150-180℃，高温尼龙成为客户优选的绝缘塑胶材料，由于超高的电压值和新能源汽车普遍存在的潜在电解液污染风险，硬性要求ct i≥600v，因此必须选择无卤阻燃高温尼龙。

2、无卤阻燃高温尼龙由于高加工温度(330-350℃)，不能使用聚磷酸铵等阻燃协效剂，因此只能靠提高二乙基次磷酸铝(adp)的用量改善阻燃性，adp是目前商业化的热稳定性最好的无卤阻燃剂，但是在加工过程中仍然存在一定程度的分解，会产生磷酸类结构，同时由于高温尼龙长期在湿热等苛刻条件下使用，因此存在一定的析出问题，会对金属，特别是铜和镍造成腐蚀，从而造成严重的短路风险，在高电压和大电流的条件下，存在较大的安全隐患。

3、无卤阻燃高温尼龙高温高湿后的析出和腐蚀是这个行业的通病，针对上述问题，行业内目前研究较少，仍处于起步阶段；现有技术提出采用硼酸锌稳定二乙基次磷酸铝的传统思路，通过螯合反应稳定二乙基次磷酸铝，但是该方案目前已经不能满足要求；也有的提出使用氧化锌和分子筛等具有表面吸附作用的物质对小分子进行吸附，减少分解产物对其影响，但是此方案虽然可以减少含磷小分子的析出，对于解决二乙基磷酸铝的析出没有任何帮助。

4、因此，无卤阻燃高温尼龙高温加工伴随的析出和腐蚀等现象，是亟需解决的问题。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提出了一种无卤阻燃高温聚酰胺组合物及其制备方法和应用。具体技术方案如下：

2、一种无卤阻燃高温聚酰胺组合物，按重量份计，包括以下组分：

3、

4、本申请搭配使用分子筛和海泡石，不仅利用了海泡石和分子筛都有同时吸附的作用，而且二者搭配相对于二者单独使用时分子筛主要进行吸附，海泡石有和磷酸根的离子相互作用，吸附效果更好。并且，搭配使用分子筛和海泡石，相较于氧化锌和硼酸锌，可以获得明显升高的塑料粒子浸泡后水溶液ph值，防止低ph值对聚酰胺组合物造成酸性腐蚀和水溶液中含磷物质的下降，说明具有较好的阻燃剂析出抑制性。

5、进一步地，所述海泡石的比表面积大于等于50m2/g。通过海泡石的比表面积大于等于50m2/g，提高了海泡石的比表面积，使得吸附能力更大。

6、进一步地，分子筛为1a-10a型分子筛。优选为5a型分子筛，当分子筛为5a型分子筛时，吸附能力较强，且对其他性能影响小。

7、通过添加规定级别的分子筛和规定比表面积的海泡石，可以有效吸附加工中产生的含磷酸性小分子并且对无卤阻燃剂产生一定的吸附性，避免其在湿热情况下析出，另外，还可以添加规定级别的分子筛和规定比表面积的海泡石，可以有效结合具有腐蚀性的含磷酸性小分子，从而减少其对金属的腐蚀，从而可以有效解决无卤阻燃高温尼龙高温加工伴随的析出和腐蚀现象。

8、进一步地，所述无卤阻燃剂为二乙基次磷酸铝。

9、进一步地，所述增强填料选自纤维状强化材料或平板状强化材料中的一种或多种。

10、进一步地，所述纤维状强化材料选自玻璃纤维和碳纤维中的一种或多种，所述平板状强化材料选自滑石粉和云母中的一种或多种。

11、具体地，所述半芳香族聚酰胺衍生自以下重复单元：50mo l％的基于对苯二甲酸的重复单元和50mo l％的基于二胺的重复单元。

12、所述基于二胺的重复单元选自nh(c2h4nh2)2、h2n[c2h4nh]2c2h4nh2、h2n[c2h4nh]3c2h4nh2、nh[(ch2)4nh2]2、nh[(ch2)5nh2]2、nh[(ch2)6nh2]2、nh[(ch2)7nh2]2、nh[(ch2)8nh2]2、nh[(ch2)9nh2]2、nh[(ch2)10nh2]2、nh[(ch2)11nh2]2、n[(ch2)12nh2]3、nh[(ch2)13nh2]2、nh[(ch2)14nh2)2、nh[(ch2)15nh2]2、nh[(ch2)16nh2]2、nh[(ch2)17nh2]2、nh[(ch2)18nh2]2、h2n(h2c)10nh(ch2)5nh2、h2n(h2c)10nh(ch2)6nh2、h2n(h2c)10nh(ch2)7nh2 、 h2n(h2c)10nh(ch2)8nh2、h2n(h2c)10nh(ch2)9nh2 、 h2n(h2c)10nh(ch2)11nh2 、h2n(h2c)10nh(ch2)12nh2、h2n(h2c)9nh(ch2)6ch(ch3)ch2nh2、h2n(h2c)9nhch2ch(ch3)(ch2)6nh2、nh[(ch2)6ch(ch3)ch2nh2]2、nh[ch2ch(ch3)(ch2)6nh2]2中的一种或几种。

13、本发明还提供上述无卤阻燃高温聚酰胺组合物的制备方法，包括如下步骤：

14、s1：按照配比，称取各组分，将除无卤阻燃剂和增强填料外的各组分预混合后，得到预混物；

15、s2：将步骤s1的预混物投入到挤出机中，将增强填料加入到所述挤出机的第一侧喂料口中，将无卤阻燃剂加入到所述挤出机的第二侧喂料口中，进行熔融共混并挤出造粒，得到所述聚酰胺组合物。

16、进一步地，所述挤出机为双螺杆挤出机，所述熔融共混的加工温度为290-330℃。

17、本发明还提供上述无卤阻燃高温聚酰胺组合物在新能源汽车领域中的高压连接器和汇流排应用。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

19、本发明通过在无卤阻燃聚酰胺体系中同时添加海泡石和分子筛，显著降低了湿热老化条件下无卤阻燃聚酰胺组合物析出物中含磷物质的整体含量，聚酰胺粒子长期水煮后得到的水溶液中ph值维持在4.6-5.4左右和p元素含量有明显下降，水溶液磷含量在240-480ppm范围内；对聚酰胺组合物混合铜粉后进行湿热老化测试也表明聚酰胺材料在湿热条件下对金属的腐蚀性有极大的下降，湿热老化后拉伸强度保留率在83-92％。

技术特征：

1.一种无卤阻燃高温聚酰胺组合物，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的无卤阻燃高温聚酰胺组合物，其特征在于，所述海泡石的比表面积大于等于50m2/g。

3.根据权利要求1所述的无卤阻燃高温聚酰胺组合物，其特征在于，所述分子筛为1a-10a型分子筛,优选为5a型分子筛。

4.根据权利要求1所述的无卤阻燃高温聚酰胺组合物，其特征在于，所述无卤阻燃剂为二乙基次磷酸铝。

5.根据权利要求1所述的无卤阻燃高温聚酰胺组合物，其特征在于，所述增强填料选自纤维状强化材料或平板状强化材料中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的无卤阻燃高温聚酰胺组合物，其特征在于，所述纤维状强化材料选自玻璃纤维和碳纤维中的一种或多种，所述平板状强化材料选自滑石粉和云母中的一种或多种。

7.一种根据权利要求1-6任一项所述的无卤阻燃高温聚酰胺组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求1-6任一项所述无卤阻燃高温聚酰胺组合物在新能源汽车领域中的应用。

技术总结
本发明公开了一种无卤阻燃高温聚酰胺组合物及其制备方法和应用，所述无卤阻燃高温聚酰胺组合物按重量份计，包括以下组分：半芳香族聚酰胺35‑68份；无卤阻燃剂10‑20份；增强填料15‑50份；海泡石1‑3份；分子筛1‑3份。本发明提供的无卤阻燃高温聚酰胺组合物在高温高湿条件下能够表现出低析出和低金属腐蚀性，适用于有较高的耐析出和耐腐蚀需求的新能源汽车领域。

技术研发人员：解明晨,邱杰东,蒋智强,方文详,麦杰鸿,姜苏俊,曹民,徐显骏
受保护的技术使用者：珠海万通特种工程塑料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15