專利名稱：一種高cti值的無鹵阻燃尼龍母料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高CTI (Comparative Tracking Index,相對耐漏電起痕指數(shù))值的無鹵阻燃尼龍母料及制備方法，屬于高分子材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
尼龍因其優(yōu)異的力學(xué)性能和耐藥品腐蝕性，在汽車、電氣設(shè)備、機(jī)械部構(gòu)、交通器材、紡織、造紙機(jī)械等方面得到廣泛應(yīng)用。但其阻燃性極差，為達(dá)到阻燃要求，必須對其進(jìn)行阻燃改性。目前，一般是直接添加阻燃劑來賦予尼龍的阻燃性能。鹵系阻燃劑是一種阻燃效率高的阻燃劑，但其燃燒時(shí)會放出對人體有害的氣體，其應(yīng)用受到限制。最新開發(fā)的膨脹型和無機(jī)阻燃劑雖然是環(huán)保型阻燃劑，但要達(dá)到良好的阻燃效果，必須要大的添加量，這不僅導(dǎo)致尼龍材料CTI值的大幅度下降，存在電路漏電、短路、電弧、電火花等引起火災(zāi)的危險(xiǎn)；而且還使其制品的外觀、加工性能和物理機(jī)械性能明顯劣化，限制了其在電子電器等領(lǐng)域的應(yīng)用。另一方面，阻燃劑及助劑基本上都為粉狀，在高分子材料的加工過程中，逐項(xiàng)添加阻燃劑及其它助劑，給實(shí)際加工和各項(xiàng)操作帶來了諸多不便。例如，不易準(zhǔn)確控制添加比例，操作工人的勞動保護(hù)隱患等。因此，有必要開發(fā)一種高CTI值的無鹵尼龍阻燃母料，一方面可以增加尼龍的阻燃性能的同時(shí)提高尼龍的CTI值，另一方面在添加此尼龍阻燃母料可以不損害或低損害尼龍的多種性能如力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性等，同時(shí)還便于運(yùn)輸和加工使用。該母料可用于添加尼龍6、尼龍66、尼龍1010等,提高尼龍材料的阻燃性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高CTI值的無鹵阻燃尼龍母料，同時(shí)提供該尼龍母料的制備方法。本發(fā)明的無鹵阻燃尼龍母料為主阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、載體樹脂、抗氧劑、CTI改進(jìn)齊U、偶聯(lián)劑和分散劑共混而成的混合物，每100重量份的母料中含有主阻燃劑40 75份、阻燃協(xié)效劑I 20份、載體樹脂20 40份、抗氧劑O. 4 2份、CTI改進(jìn)劑I 5份、偶聯(lián)劑O. 5 3份、分散劑O. 5 5份。制備該尼龍母料的具體方法是將主阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、載體樹脂、抗氧劑、CTI改進(jìn)劑、偶聯(lián)劑和分散劑按比例加入捏合機(jī)中，攪拌混合均勻，起料后在真空60 100°C下烘干，成粗料；將粗料經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)熔融、擠出、造粒，制得母料成品。所述的主阻燃劑為氫氧化鎂、紅磷、三聚氰胺、聚磷酸銨、聚磷酸三聚氰胺中的至少一種；
所述的阻燃協(xié)效劑為硼酸鋅、氧化鋅、二氧化硅、聚硅氧烷、阻燃化改性粘土中的至少一種；其中，阻燃化改性粘土為成熟商品，可以直接市場購買，例如浙江豐虹新材料股份有限公司生產(chǎn)的阻燃化改性粘土系列FR-l、FR-2、FR-3 ；所述的載體樹脂為尼龍6、尼龍66、尼龍1010、尼龍11、尼龍12、尼龍610或尼龍612 ；所述的抗氧劑為四[β_(3，5-二叔丁基-4-羥基)苯丙酸]季戊四醇酯(抗氧劑1010)、β -(3, 5- 二叔丁基-4-輕基苯基)丙酸十八碳醇酯(抗氧劑1076)、三(2,4- 二叔丁基苯基)亞磷酸酯(抗氧劑168)、雙(2，4_ 二叔丁基苯酚)季戊四醇二亞磷酸酯(抗氧劑626)、雙(十八烷基)季戊四醇二亞磷酸酯(抗氧劑618)中的至少一種；
所述的CTI改進(jìn)劑為二氧化錳、碳酸鎂、馬來酸酐接枝物中的至少一種；
所述的偶聯(lián)劑為Y —氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、Y—甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)、異丙基三(二辛基磷酰基)鈦酸酯(NSZ-20)中的至少一種；
所述的分散劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、聚乙烯蠟中的至少一種。本發(fā)明通過對主阻燃劑，阻燃協(xié)效劑和載體樹脂的優(yōu)選，以雙螺桿擠出機(jī)熔融造粒，制得一種高CTI值的無鹵阻燃尼龍母料。通過本發(fā)明制備的阻燃母料，價(jià)格低廉、添加量低，可以直接按比例添加到尼龍基體中，達(dá)到UL94V-0的優(yōu)異阻燃性能和擁有500V以上的CTI值，并且可以保持尼龍基體良好的機(jī)械性能、明顯提高基體的熱變形溫度和氣體阻隔性。本發(fā)明提供的制備該阻燃母料的方法操作簡單、能耗低，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
將400g聚磷酸三聚氰胺、200gFR-l豐虹阻燃化改性粘土、350g尼龍6、4g抗氧劑1076、30g PE馬來酸酐接枝物、7g偶聯(lián)劑KH-550、9g硬脂酸鈣加入捏合機(jī)中，攪拌混合均勻，起料后在真空60°C下烘干，然后經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)熔融、擠出、造粒，制得IOOOg阻燃尼龍母料成品。實(shí)施例2
將450g紅磷、80g硼酸鋅、400g尼龍66、20g抗氧劑1010、20g POE馬來酸酐接枝物、5g偶聯(lián)劑KH-570、25g硬脂酸鋅加入捏合機(jī)中，攪拌混合均勻，起料后在真空80°C下烘干，然后經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)熔融、擠出、造粒，制得IOOOg阻燃尼龍母料成品。實(shí)施例3
將520g三聚氰胺、150g氧化鋅、250g尼龍610、5g抗氧劑626、IOg POE馬來酸酐接枝物、20g PE馬來酸酐接枝物、17g偶聯(lián)劑NSZ-20、28g聚乙烯蠟加入捏合機(jī)中，攪拌混合均勻，起料后在真空90°C下烘干，然后經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)熔融、擠出、造粒，制得IOOOg阻燃尼龍母料成品。實(shí)施例4
將720g聚磷酸銨、IOg 二氧化娃、215g尼龍1010、15g抗氧劑618、IOg 二氧化猛、IOg碳酸鎂、15g偶聯(lián)劑KH-570、5g硬脂酸鈣加入捏合機(jī)中，攪拌混合均勻，起料后在真空100°C下烘干，然后經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)熔融、擠出、造粒，制得IOOOg阻燃尼龍母料成品。實(shí)施例5
將750g氫氧化鎂、20g聚硅氧烷、200g尼龍ll、5g抗氧劑168、IOg PP馬來酸酐接枝物、5g偶聯(lián)劑KH-550、5g硬脂酸鋅、5g硬脂酸鈣加入捏合機(jī)中，攪拌混合均勻，起料后在真空85°C下烘干，然后經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)熔融、擠出、造粒，制得IOOOg阻燃尼龍母料成品。實(shí)施例6將200g三聚氰胺、200g聚磷酸銨、IOOg硼酸鋅、400g尼龍12、5g抗氧劑1076、15g PS馬來酸酐接枝物、30g偶聯(lián)劑KH-550、50g聚乙烯蠟加入捏合機(jī)中，攪拌混合均勻，起料后在真空75°C下烘干，然后經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)熔融、擠出、造粒，制得IOOOg阻燃尼龍母料成品。實(shí)施例7 將520g紅磷、IOOg硼酸鋅、IOOg氧化鋅、200g尼龍6、4g抗氧劑1076、30g 二氧化錳、16g偶聯(lián)劑NSZ-20、30g聚乙烯蠟加入捏合機(jī)中，攪拌混合均勻，起料后在真空65°C下烘干，然后經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)熔融、擠出、造粒，制得IOOOg阻燃尼龍母料成品。實(shí)施例8
將500g聚磷酸三聚氰胺、160g FR-2豐虹阻燃化改性粘土、265g尼龍610、7g抗氧劑1010、40g碳酸鎂、9g偶聯(lián)劑KH-550、9g偶聯(lián)劑KH-570、IOg硬脂酸鋅加入捏合機(jī)中，攪拌混合均勻，起料后在真空95°C下烘干，然后經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)熔融、擠出、造粒，制得IOOOg阻燃尼龍母料成品。實(shí)施例9
將500g聚磷酸三聚氰胺、140g FR-3豐虹阻燃化改性粘土、270g尼龍6、6g抗氧劑1010、6g抗氧劑168、50g 二氧化錳、9g偶聯(lián)劑KH_550、9g偶聯(lián)劑KH-570、IOg硬脂酸鈣加入捏合機(jī)中，攪拌混合均勻，起料后在真空80°C下烘干，然后經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)熔融、擠出、造粒，制得IOOOg阻燃尼龍母料成品。實(shí)施例10
將440g聚磷酸三聚氰胺、IOOg FR-I豐虹阻燃化改性粘土、IOOg FR-2豐虹阻燃化改性粘土、300g尼龍612、3g抗氧劑1076、2g抗氧劑168、IOg碳酸鎂、25g偶聯(lián)劑NSZ_20、20g硬脂酸鋅加入捏合機(jī)中，攪拌混合均勻，起料后在真空75°C下烘干，然后經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)熔融、擠出、造粒，制得IOOOg阻燃尼龍母料成品。將以上各實(shí)施例制得的阻燃尼龍母料按不同比例加入尼龍6基體中，測得性能如下表
表I.各實(shí)施例性能比較表
權(quán)利要求
1.一種高CTI值的無鹵阻燃尼龍母料，該阻燃尼龍母料為主阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、載體樹脂、抗氧劑、CTI改進(jìn)劑、偶聯(lián)劑和分散劑共混而成的混合物，其特征在于每100重量份的母料中含有主阻燃劑40 75份、阻燃協(xié)效劑I 20份、載體樹脂20 40份、抗氧劑.O.4 2份、CTI改進(jìn)劑I 5份、偶聯(lián)劑O. 5 3份、分散劑O. 5 5份； 所述的主阻燃劑為氫氧化鎂、紅磷、三聚氰胺、聚磷酸銨、聚磷酸三聚氰胺中的至少一種； 所述的阻燃協(xié)效劑為硼酸鋅、氧化鋅、二氧化硅、聚硅氧烷、阻燃化改性粘土中的至少一種； 所述的載體樹脂為尼龍6、尼龍66、尼龍1010、尼龍11、尼龍12、尼龍610或尼龍612 ；所述的抗氧劑為四[β _(3，5-二叔丁基-4-羥基)苯丙酸]季戊四醇酯、β _(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯、三(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸酯、雙(2，4_ 二叔丁基苯酚)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(十八烷基)季戊四醇二亞磷酸酯中的至少一種所述的CTI改進(jìn)劑為二氧化錳、碳酸鎂、馬來酸酐接枝物中的至少一種； 所述的偶聯(lián)劑為Y—氨丙基三乙氧基硅烷、Y—甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、異丙基三(二辛基磷?；?鈦酸酯中的至少一種； 所述的分散劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、聚乙烯蠟中的至少一種。
2.制備如權(quán)利要求I所述的高CTI值的無鹵阻燃尼龍母料的方法，其特征在于將主阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、載體樹脂、抗氧劑、CTI改進(jìn)劑、偶聯(lián)劑和分散劑按比例加入捏合機(jī)中，攪拌混合均勻，起料后在真空60 100°C下烘干，成粗料；將粗料經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)熔融、擠出、造粒，制得母料成品； 所述的主阻燃劑為氫氧化鎂、紅磷、三聚氰胺、聚磷酸銨、聚磷酸三聚氰胺中的至少一種； 所述的阻燃協(xié)效劑為硼酸鋅、氧化鋅、二氧化硅、聚硅氧烷、阻燃化改性粘土中的至少一種； 所述的載體樹脂為尼龍6、尼龍66、尼龍1010、尼龍11、尼龍12、尼龍610或尼龍612 ；所述的抗氧劑為四[β _(3，5-二叔丁基-4-羥基)苯丙酸]季戊四醇酯、β _(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯、三(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸酯、雙(2，4_ 二叔丁基苯酚)季戊四醇二亞磷酸酯、雙(十八烷基)季戊四醇二亞磷酸酯中的至少一種；所述的CTI改進(jìn)劑為二氧化錳、碳酸鎂、馬來酸酐接枝物中的至少一種； 所述的偶聯(lián)劑為Y—氨丙基三乙氧基硅烷、Y—甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、異丙基三(二辛基磷?；?鈦酸酯中的至少一種； 所述的分散劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、聚乙烯蠟中的至少一種； 制備100重量份的阻燃尼龍母料加入主阻燃劑40 75份、阻燃協(xié)效劑I 20份、載體樹脂20 40份、抗氧劑O. 4 2份、CTI改進(jìn)劑I 5份、偶聯(lián)劑O. 5 3份、分散劑.O.5 5份。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高CTI值的無鹵阻燃尼龍母料及制備方法。現(xiàn)有的尼龍阻燃劑影響尼龍的性能。本發(fā)明的母料為混合物，每100重量份的母料中含有主阻燃劑40～75份、阻燃協(xié)效劑1～20份、載體樹脂20～40份、抗氧劑0.4～2份、CTI改進(jìn)劑1～5份、偶聯(lián)劑0.5～3份、分散劑0.5～5份。首先將各組成原料按比例攪拌混合均勻，起料后在真空60～100℃下烘干，成粗料；將粗料經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)熔融、擠出、造粒，制得母料成品。本發(fā)明的母料可以直接按比例添加到尼龍基體中，有效改善尼龍材料的阻燃性能，燃燒時(shí)不會放出有害氣體，且擁有500V以上的CTI值；本發(fā)明制備方法操作簡單、能耗低，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C08L83/04GK102618026SQ20121012339
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者施明奎, 李娟 , 林鴻福, 薛立新, 許亮 申請人:中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所