本發(fā)明涉及高分子尼龍材料，具體為一種高強(qiáng)度阻燃尼龍料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、聚酰胺4是一種新型的熱塑性尼龍樹脂材料，具備良好的熱機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性，同時具有良好的韌性、抗拉性能和抗沖擊性。其中，抗拉性能和抗沖擊性都比尼龍66和尼龍6要好。此外，聚酰胺4熔融溫度低，加工成型方便，具有良好的加工適應(yīng)性。聚酰胺4的潛在應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，包括汽車、電子、機(jī)械制造、石油和化工產(chǎn)業(yè)以及日常用品等。在汽車領(lǐng)域，聚酰胺4可用于制造軸承、齒輪、鏈條、剎車片和傳動帶等。在電子領(lǐng)域，可用于制造電線絕緣以及電氣元件。在機(jī)械制造領(lǐng)域，可用于制造軸承、泵零件、凸輪、活塞環(huán)和墊圈等。在石油和化工產(chǎn)業(yè)，可用于制造閥門、管道、儲罐和反應(yīng)器部件等。此外，聚酰胺4還可用于制造醫(yī)療器械、工具和零件等。聚酰胺4溶于甲酸、二甲基甲酰胺、乙酸和六氟異丙醇，所以可用溶劑法制造成薄膜。支鏈型改性聚酰胺4在溫度為250℃的精密機(jī)筒加熱器作用下也可以注塑成型。一般條件下，材料耐熱性和強(qiáng)度等基礎(chǔ)物性是評價材料實用性的關(guān)鍵。本發(fā)明通過對聚酰胺4的改性使其在阻燃效果方面有非常明顯的效果。

2、尼龍作為一種重要的工程塑料，因其高強(qiáng)度、良好的尺寸穩(wěn)定性和加工性能，在機(jī)械、儀表、汽車及電子電氣等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而，隨著科技的進(jìn)步和工業(yè)的發(fā)展，對尼龍材料的性能要求日益提高，特別是在阻燃性、高強(qiáng)度和導(dǎo)電性等方面。因此，開發(fā)一種兼具高強(qiáng)度和優(yōu)異阻燃性能的新型尼龍材料成為當(dāng)前研究的熱點。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度阻燃尼龍料及其制備方法，本發(fā)明利用聚酰胺4良好的熱機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性以及良好的韌性、抗拉性能和抗沖擊性，并通過改性使其具備良好的阻燃性。利用改性玻璃纖維的潤滑性和高韌性制備高強(qiáng)度阻燃尼龍料。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種高強(qiáng)度阻燃尼龍料的制備方法，包括以下步驟：

4、s1.將改性聚酰胺4、引發(fā)劑、抗氧劑加入高速混合機(jī)中，以350～500r/min轉(zhuǎn)速混合2～5分鐘，得到初步混合液；

5、s2.在步驟s1中得到的初步混合液加入改性玻璃纖維，以1000～1200r/min轉(zhuǎn)速混合3～5分鐘，在100～120℃條件下干燥處理2～4h，得到次步混合液；

6、s3.將干燥后的次步混合液采用雙螺桿擠出機(jī)造粒，在150～180℃條件下干燥處理2～4h，得到高強(qiáng)度阻燃尼龍料粒；

7、s4.將步驟s3得到的高強(qiáng)度阻燃尼龍料粒，采用注塑機(jī)進(jìn)行樣條注塑，得到高強(qiáng)度阻燃尼龍料測試樣。

8、優(yōu)選的，所述改性聚酰胺4通過以下步驟制得：

9、s101.在三口燒瓶中加入15～25份的丁內(nèi)酰胺和20～30份的聚苯乙烯，于100～130℃熔融，得到均一的混合溶液，并進(jìn)行機(jī)械攪拌1～3h；

10、s102.在步驟s101得到的均一混合溶液中加入1～5份2-氯乙基酯和0.5～2份2，3-二氯丙基酯，在75～85℃的條件下，以150～240r/min的速度進(jìn)行攪拌；

11、s103.加入0.5～2.0份的氫氧化鈉作為催化劑進(jìn)行減壓蒸餾除水，以除去實驗體系中的水分；

12、s104.加入0.5～2.0份的甲苯-2,4-二異氰酸酯作為活化劑，通過澆鑄得到改性聚酰胺4/聚苯乙烯復(fù)合材料；

13、s105.將改性聚酰胺4/聚苯乙烯復(fù)合材料破碎，用四氫呋喃洗去聚苯乙烯，即可得到改性聚酰胺4粉末。

14、優(yōu)選的，步驟s103中，所述減壓蒸餾的壓力為2.33～3.03kpa，溫度為100～120℃。

15、優(yōu)選的，步驟s104中，所述澆鑄的溫度為45～55℃，時間為20～24h。

16、優(yōu)選的，所述改性玻璃纖維的制備步驟為：

17、s201.將e-玻璃纖維加入去離子水中，超聲分散15～20min，得到玻璃纖維分散液；

18、s202.將增韌劑、二甲基硅油、無水乙醇均勻混合，得到一級混合液；

19、s203.將玻璃纖維分散液加入一級混合液中進(jìn)行機(jī)械攪拌10～15分鐘，再進(jìn)行超聲分散15～20分鐘，得到二級混合液；

20、s204.將二級混合液進(jìn)行過濾、洗滌、干燥得到改性玻璃纖維。

21、優(yōu)選的，所述增韌劑為液晶彈性體。

22、優(yōu)選的，所述增韌劑、二甲基硅油、無水乙醇的質(zhì)量比為：2～8：0.5～3：20～25。

23、優(yōu)選的，所述引發(fā)劑為過氧化氫異丙苯。

24、優(yōu)選的，所述抗氧劑為2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、對苯二胺、雙十二碳醇酯中的一種或多種。

25、一種高強(qiáng)度阻燃尼龍料，根據(jù)所述高強(qiáng)度阻燃尼龍料的制備方法制得，按質(zhì)量份分別包括以下組分：50～80份改性聚酰胺4、15～25份改性玻璃纖維、5～15份引發(fā)劑、1～3份抗氧劑。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

27、1、本發(fā)明通過對聚酰胺4的改性，不僅增強(qiáng)了材料的阻燃效果，還減少了燃燒過程中有毒氣體的釋放，提升了材料的環(huán)保性能。

28、2、由于本發(fā)明在阻燃性能、機(jī)械性能、可加工性和環(huán)保性等方面均表現(xiàn)出色，因此具有廣泛的應(yīng)用前景。

29、3、本發(fā)明通過對玻璃纖維的改性，有效改善了尼龍材料在成型過程中存在的黏著性強(qiáng)、流動性差的問題，提升了尼龍材料的質(zhì)量，延長了使用壽命的同時還能夠在很大程度上增強(qiáng)所制得尼龍材料的強(qiáng)度。

技術(shù)特征：

1.一種高強(qiáng)度阻燃尼龍料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度阻燃尼龍料的制備方法，其特征在于，所述改性聚酰胺4通過以下步驟制得：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高強(qiáng)度阻燃尼龍料，其特征在于，步驟s103中，所述減壓蒸餾的壓力為2.33～3.03kpa，溫度為100～120℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高強(qiáng)度阻燃尼龍料，其特征在于，步驟s104中，所述澆鑄的溫度為45～55℃，時間為20～24h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度阻燃尼龍料，其特征在于，所述改性玻璃纖維的制備步驟為：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高強(qiáng)度阻燃尼龍料，其特征在于，所述增韌劑為液晶彈性體。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高強(qiáng)度阻燃尼龍料，其特征在于，所述增韌劑、二甲基硅油、無水乙醇的質(zhì)量比為：2～8：0.5～3：20～25。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度阻燃尼龍料的制備方法，其特征在于，所述引發(fā)劑為過氧化氫異丙苯。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度阻燃尼龍料的制備方法，其特征在于，所述抗氧劑為2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、對苯二胺、雙十二碳醇酯中的一種或多種。

10.一種高強(qiáng)度阻燃尼龍料，根據(jù)權(quán)利要求1～9任意一項所述高強(qiáng)度阻燃尼龍料的制備方法制得，其特征在于，按質(zhì)量份分別包括以下組分：50～80份改性聚酰胺4、15～25份改性玻璃纖維、5～15份引發(fā)劑、1～3份抗氧劑。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于高分子尼龍材料技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種高強(qiáng)度阻燃尼龍料及其制備方法，其組分包括：50～80份改性聚酰胺4、15～25份改性玻璃纖維、5～15份引發(fā)劑、1～3份抗氧劑。其制備步驟包括：S1.將改性聚酰胺4、引發(fā)劑、抗氧劑加入高速混合機(jī)中混合，得到初步混合液；S2.在步驟S1中得到的初步混合液加入改性玻璃纖維進(jìn)行混合、干燥，得到次步混合液；S3.將干燥后的次步混合液采用雙螺桿擠出機(jī)造粒，干燥處理后得到高強(qiáng)度阻燃尼龍料粒；S4.將步驟S3得到的高強(qiáng)度阻燃尼龍料粒，采用注塑機(jī)進(jìn)行樣條注塑，得到高強(qiáng)度阻燃尼龍料測試樣。本發(fā)明通過對聚酰胺4的改性，不僅增強(qiáng)了材料的阻燃效果，還減少了燃燒過程中有毒氣體的釋放，提升了材料的環(huán)保性能。

技術(shù)研發(fā)人員：王國新
受保護(hù)的技術(shù)使用者：無錫市長安高分子材料廠有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6