本發(fā)明涉及一種無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：尼龍6是一種廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、電子、裝飾等行業(yè)的工程塑料。由于其特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)，純尼龍6在燃燒過(guò)程中可以產(chǎn)生大量的熔滴帶走熱量和物質(zhì)，因而其本身在燃燒過(guò)程中具備一定的自熄性能。但是這種自熄作用在尼龍6復(fù)合材料中并未出現(xiàn)，并且在增強(qiáng)型的尼龍6復(fù)合材料中熔滴自熄機(jī)理會(huì)由于‘燭芯效應(yīng)’對(duì)阻燃喪失作用。因此需要對(duì)其進(jìn)行阻燃改性；當(dāng)今社會(huì)，人們的安全意識(shí)提高，以及國(guó)家的環(huán)保理念不斷加強(qiáng)，因此，使用無(wú)鹵阻燃劑制備阻燃材料是非常重要的課題。由于人們對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來(lái)越高，普通的短玻纖增強(qiáng)尼龍6材料的性能不能滿(mǎn)足要求，長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6具有的高強(qiáng)度、高模量、高熱穩(wěn)定性等優(yōu)異的性能可以滿(mǎn)足人們對(duì)高性能追求。當(dāng)今社會(huì)，隨著人們的安全意識(shí)提高，以及國(guó)家的環(huán)保理念不斷加強(qiáng)，因此，使用無(wú)鹵阻燃劑制備阻燃材料是非常重要的課題。由于無(wú)鹵阻燃劑易分解，而且直接將阻燃劑添加到基體樹(shù)脂中會(huì)導(dǎo)致熔體粘度增加，使阻燃劑與樹(shù)脂混合熔體無(wú)法完成對(duì)玻璃纖維的浸漬。目前，傳統(tǒng)的無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料方法有兩種，一種是兩步法（即：首先分別制備阻燃母粒和長(zhǎng)纖維增強(qiáng)母粒，然后混合均勻進(jìn)行注塑），另一種是一步包覆法（即：首先制備長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂料條，然后再將阻燃劑與基體樹(shù)脂混合熔體包覆在長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂料條上，從而獲得無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料）。無(wú)鹵阻燃劑DIDOPO的熔融溫度低（180oC），并且分解溫度高（360oC），可進(jìn)行加工溫度區(qū)域選擇范圍廣，而且無(wú)鹵阻燃劑DIDOPO的熔融流動(dòng)性極好，因此本發(fā)明采用一步浸漬法制備無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料。一步浸漬法制備阻燃長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料是直接將無(wú)鹵阻燃劑DIDOPO與基體樹(shù)脂等進(jìn)行混合均勻擠出混合熔體，連續(xù)玻璃纖維浸漬于混合熔體，經(jīng)冷卻、牽引、切粒為8～12mm，該方法工藝簡(jiǎn)單，阻燃劑分散均勻，阻燃效果優(yōu)異，制備能耗減少，綜合性能優(yōu)異。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料。本發(fā)明要解決的另外一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料的制備方法。對(duì)于無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，由以下組分按重量份數(shù)組成：尼龍630～60份，玻璃纖維20～40份，無(wú)鹵阻燃劑DIDOPO12～16份，抗氧劑0.5份，相容劑3～5份，三嗪成炭劑3～5份，協(xié)效劑1～5份。作為優(yōu)選：無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料，由以下組分按重量份數(shù)組成：尼龍645份，玻璃纖維30份，無(wú)鹵阻燃劑DIDOPO14份，抗氧劑0.5份，相容劑4份，三嗪成炭劑4份，協(xié)效劑3份。無(wú)鹵阻燃劑DIDOPO為苯乙基橋鏈9’10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物，該氧化物的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下所示；無(wú)鹵阻燃劑DIDOPO的熔融溫度為180oC，分解溫度為360oC，熔融流動(dòng)性?xún)?yōu)異?？寡鮿?68和抗氧劑1098。相容劑為SAG-008。協(xié)效劑為季磷鹽插層改性蒙脫土。對(duì)于制備方法，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：（1）稱(chēng)取尼龍6、無(wú)鹵阻燃劑DIDOPO、三嗪成炭劑以及協(xié)效劑干燥備用；（2）取干燥后的尼龍6、無(wú)鹵阻燃劑DIDOPO、三嗪成炭劑和協(xié)效劑，與抗氧劑、相容劑混合均勻，進(jìn)行共混擠出；（3）通過(guò)浸漬流道對(duì)玻璃纖維進(jìn)行浸漬，冷卻后經(jīng)牽引、切粒制成直徑為8～12mm的顆粒，獲得無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料。作為優(yōu)選：在步驟（2）中，擠出的加工溫度為215～235℃。在步驟（3）中，玻璃纖維的浸漬溫度為250℃。本發(fā)明的有益效果是：采用尼龍6作為基體樹(shù)脂，添加協(xié)效劑不但可以對(duì)無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料的阻燃性產(chǎn)生正協(xié)效，而且還對(duì)無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料的力學(xué)性能產(chǎn)生正協(xié)效；添加相容劑用于增強(qiáng)基體樹(shù)脂與纖維之間的結(jié)合力；無(wú)鹵阻燃劑DIDOPO的熔融溫度低至180oC，且分解溫度高達(dá)360oC，使得可進(jìn)行加工溫度區(qū)域選擇范圍廣，而且無(wú)鹵阻燃劑DIDOPO的熔融流動(dòng)性極好，不需要添加分散劑。同時(shí)采用一步浸漬法制備無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料，即直接將無(wú)鹵阻燃劑與基體樹(shù)脂等進(jìn)行混合均勻擠出混合熔體，連續(xù)玻璃纖維浸漬于混合熔體，經(jīng)冷卻、牽引、切粒為8～12mm，該方法工藝簡(jiǎn)單，阻燃劑分散均勻，阻燃效果優(yōu)異，制備能耗減少，而且制得的產(chǎn)品力學(xué)性能優(yōu)異。具體實(shí)施方式實(shí)施例1：一種無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料，由以下組分按重量份數(shù)組成：尼龍645份，玻璃纖維30份，無(wú)鹵阻燃劑DIDOPO14份，抗氧劑0.5份，相容劑4份，三嗪成炭劑4份，協(xié)效劑3份。其中，無(wú)鹵阻燃劑DIDOPO為苯乙基橋鏈9’10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物，抗氧劑為抗氧劑168，相容劑為SAG-008，協(xié)效劑為季磷鹽插層改性蒙脫土。上述無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料的制備方法如下：（1）稱(chēng)取尼龍6、無(wú)鹵阻燃劑DIDOPO、三嗪成炭劑以及協(xié)效劑干燥備用；（2）取干燥后的尼龍6、無(wú)鹵阻燃劑DIDOPO、三嗪成炭劑和協(xié)效劑，與抗氧劑、相容劑等混合均勻，進(jìn)行共混擠出，加工溫度為215～235℃；（3）通過(guò)浸漬流道對(duì)玻璃纖維進(jìn)行浸漬，浸漬溫度為250℃，冷卻后經(jīng)牽引、切粒成直徑為8～12mm的顆粒，獲得無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料。實(shí)施例2：一種無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料，由以下組分按重量份數(shù)組成：尼龍630份，玻璃纖維40份，無(wú)鹵阻燃劑DIDOPO16份，抗氧劑0.5份，相容劑3份，三嗪成炭劑5份，協(xié)效劑1。其中，抗氧劑選擇抗氧劑1098，其余的無(wú)鹵阻燃劑DIDOPO、相容劑、協(xié)效劑均與實(shí)施例1相同。該無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料的制備方法與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3：一種無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料，由以下組分按重量份數(shù)組成：尼龍660份，玻璃纖維20份，無(wú)鹵阻燃劑DIDOPO12份，抗氧劑0.5份，相容劑5份，三嗪成炭劑3份，協(xié)效劑5份。其中，無(wú)鹵阻燃劑DIDOPO、抗氧劑、相容劑和協(xié)效劑的選擇均與實(shí)施例1相同。該無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料的制備方法也與實(shí)施例1相同。對(duì)比例1:無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料，其各組分的配比與實(shí)施例3相同。一種無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料，由以下組分按重量份數(shù)組成：尼龍660份，玻璃纖維20份，無(wú)鹵阻燃劑DIDOPO12份，抗氧劑0.5份，相容劑5份，三嗪成炭劑3份，協(xié)效劑5份。其中，采用的無(wú)鹵阻燃劑DIDOPO、抗氧劑、相容劑和協(xié)效劑均與實(shí)施例3相同。該無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料的制備方法采用浸漬包覆法，具體步驟如下：（1）按重量分別稱(chēng)取30份尼龍6及5份相容劑干燥備用；（2）將上述干燥后的尼龍6、相容劑與0.5份抗氧劑混合均勻，然后進(jìn)行共混擠出，加工溫度為215～235℃;（3）將擠出的熔體通過(guò)浸漬流道對(duì)20份玻璃纖維進(jìn)行浸漬，浸漬溫度250℃，獲得纖維浸漬料條；（4）再取30份尼龍6、12份無(wú)鹵阻燃劑DIDOPO、3份三嗪成炭劑、5份協(xié)效劑，經(jīng)干燥后與0.5份抗氧劑進(jìn)行均勻混合，得到混合料A；（5）將混合料A加入擠出機(jī)中，在擠出時(shí)將熔融的混合料A包覆在纖維浸漬料條上，冷卻后切粒成直徑為8～12mm的顆粒，獲得獲得無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)纖維增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料。對(duì)比例2：本對(duì)比例的無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料的各組分配比中，除了沒(méi)有添加協(xié)效劑，其余各組分及配比均與實(shí)施例1相同。無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料，由以下組分按重量份數(shù)組成：尼龍645份，玻璃纖維30份，無(wú)鹵阻燃劑DIDOPO14份，抗氧劑0.5份，相容劑4份，三嗪成炭劑4份。其中，采用的無(wú)鹵阻燃劑DIDOPO、抗氧劑、相容劑均與實(shí)施例1相同。該無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料的制備方法也采用與實(shí)施例1相同的一步浸漬法。主要性能測(cè)試：將實(shí)施例1、2、3和對(duì)比例1、2生產(chǎn)出的產(chǎn)品分別按照標(biāo)準(zhǔn)制成標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣條，進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)試，其性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。表1測(cè)試項(xiàng)目實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3對(duì)比例1對(duì)比例2拉伸強(qiáng)度（MPa）174183156143167懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度（KJ/M2）2628232124.2彎曲強(qiáng)度（MPa）224240193169210阻燃性能（UL94）V0V0V0V1V1成型難易程度易易易易易表面質(zhì)量無(wú)花紋無(wú)花紋無(wú)花紋無(wú)花紋無(wú)花紋根據(jù)表1可以得知，采用實(shí)施例1、2、3的技術(shù)方案所制備得到的樣品，其綜合力學(xué)性能都較高，而且阻燃性能都為V0級(jí)，并且采用上述樣品所制備得到產(chǎn)品的阻燃性能同樣可以達(dá)到V0級(jí)別。具體比較分析如下：1、一步浸漬法（實(shí)施例3）與浸漬包覆法（對(duì)比例1）的比較分析：實(shí)施例3為采用一步浸漬法制備的無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料，其與對(duì)比例1采用的浸漬包覆法制備的無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料相比，采用一步浸漬法所制備的無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度等都高于對(duì)比例1，且采用一步浸漬法制備的無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料的阻燃性能為V0級(jí)，而對(duì)比例1采用浸漬包覆法制備的無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料的阻燃性能僅為V1級(jí)，這是由于采用一步浸漬法制備無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料的阻燃劑在基體熔體中分散均勻，使復(fù)合材料的阻燃性能優(yōu)異。2、同是一步浸漬法但有添加協(xié)效劑（實(shí)施例1）和無(wú)添加協(xié)效劑（對(duì)比例2）的比較分析：實(shí)施例1采用一步浸漬法制備的無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料，其與對(duì)比例2同為采用一步浸漬法制備但沒(méi)有添加協(xié)效劑的無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料相比，沒(méi)有添加協(xié)效劑的無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料在拉伸強(qiáng)度、彎曲、沖擊性能和阻燃性性能方面都低于實(shí)施例1。這表明，實(shí)施例1中加入?yún)f(xié)效劑不但對(duì)無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料的力學(xué)性能產(chǎn)生正協(xié)效，而且對(duì)無(wú)鹵阻燃長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料的阻燃性能也同樣產(chǎn)生正協(xié)效。以上所述的本發(fā)明實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3