專利名稱：一種尼龍6專用阻燃功能母料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種尼龍6專用阻燃功能母料及其制備方法。
背景技術(shù)：
尼龍6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，但阻燃性極差的缺點使它的應(yīng)用受到了很大的限制。目前，一般是直接添加阻燃劑來賦予尼龍6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，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，這導(dǎo)致尼龍6材料或其制品的外觀、加工性能和物理機(jī)械性能明顯劣化，影響尼龍6材料的應(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，逐項添加阻燃劑及其它助劑，給實際加工和各項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)一種尼龍6專用無鹵阻燃功能母料，一方面可以增加尼龍6材料的阻燃性能，另一方面在添加此尼龍6阻燃母料可以不損害或低損害尼龍6材料的多種性能如力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性等，同時還便于運輸和加工使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種價格低廉、添加量低、且添加到尼龍6基體中，既可以提高基體阻燃性和耐熱性，同時又能保持尼龍6基體良好的機(jī)械性能，而且可以明顯提高基體熱變形溫度和氣體阻隔性的尼龍6專用無鹵阻燃功能母料；本發(fā)明的另一個目的是提供一種操作簡單、能耗低，易于工業(yè)化生產(chǎn)的制備方法。本發(fā)明的尼龍6專用阻燃功能母料為主阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、載體樹脂、抗氧劑、 偶聯(lián)劑和分散劑共混而成的混合物；
每100重量份的尼龍6專用阻燃功能母料中含有主阻燃劑40 75份、阻燃協(xié)效劑3 20份、載體樹脂20 40份、抗氧劑0. 4 2份、偶聯(lián)劑0. 5 3份、分散劑0. 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；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-I、FR-2、FR-3。所述的載體樹脂為尼龍6 ；
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-羥基苯基)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?；?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； 制備該尼龍6專用阻燃功能母料的具體方法是將主阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、抗氧劑、偶聯(lián)劑、分散劑和載體樹脂按比例加入捏合機(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。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，制得一種尼龍6專用阻燃功能母料。通過本發(fā)明制備的阻燃母料，可以直接按比例添加到尼龍6基體中，改善尼龍6材料的阻燃性能。同時，該尼龍6專用阻燃功能母料不含鹵素， 燃燒時不會放出有害氣體。與目前常見的阻燃材料相比，本發(fā)明的阻燃功能尼龍6母料同時具有提高基體材料阻燃性能和保持基體良好的機(jī)械性能，而且可以明顯提高基體熱變形溫度和氣體阻隔性并方便使用的特點。
具體實施例方式實施例1
將400g聚磷酸三聚氰胺、200gFR-l豐虹阻燃化改性粘土、380g尼龍6、4g抗氧劑1076、 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尼龍6專用阻燃功能母料成品。實施例2
將450g紅磷、IOOg硼酸鋅、400g尼龍6、20g抗氧劑1010、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尼龍6專用阻燃功能母料成品。實施例3
將550g三聚氰胺、150g氧化鋅、250g尼龍6、4g抗氧劑1076、Ig抗氧劑626、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尼龍6專用阻燃功能母料成品。實施例4
將720g聚磷酸銨、30g 二氧化硅、225g尼龍6、6g抗氧劑1010、2g抗氧劑168、12g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尼龍6專用阻燃功能母料成品。實施例5
將750g氫氧化鎂、30g聚硅氧烷、200g尼龍6、5g抗氧劑1010、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尼龍6專用阻燃功能母料成品。實施例6
將200g三聚氰胺、200g聚磷酸銨、115g硼酸鋅、400g尼龍6、5g抗氧劑1076、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尼龍6專用阻燃功能母料成品。
實施例7
將550g紅磷、IOOg硼酸鋅、IOOg氧化鋅、200g尼龍6、4g抗氧劑1076、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尼龍6專用阻燃功能母料成品。實施例8
將50(^聚磷酸三聚氰胺、20(^ 1 -2豐虹阻燃化改性粘土、2658尼龍6、78抗氧劑1010、 9g偶聯(lián)劑KH-550、9g偶聯(lián)劑KH-570、10g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尼龍6專用阻燃功能母料成品。實施例9
將55(^聚磷酸三聚氰胺、1458 1 -3豐虹阻燃化改性粘土、27(^尼龍6、78抗氧劑1010、 9g偶聯(lián)劑KH-550、9g偶聯(lián)劑KH-570、10g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尼龍6專用阻燃功能母料成品。實施例10
將450g聚磷酸三聚氰胺、IOOgFR-I豐虹阻燃化改性粘土、IOOg系列2豐虹阻燃化改性粘土、300g尼龍6、3g抗氧劑1076、2g抗氧劑618、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尼龍6專用阻燃功能母料成品。表1 .阻燃母料阻燃PA6性能比較表
權(quán)利要求
1.一種尼龍6專用阻燃功能母料，為主阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、載體樹脂、抗氧劑、偶聯(lián)劑和分散劑共混而成的混合物，其特征在于每100重量份的尼龍6專用阻燃功能母料中含有主阻燃劑40 75份、阻燃協(xié)效劑3 20份、載體樹脂20 40份、抗氧劑0. 4 2份、偶聯(lián)劑0. 5 3份、分散劑0. 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;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。
2.一種尼龍6專用阻燃功能母料的制備方法，其特征在于將主阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、 抗氧劑、偶聯(lián)劑、分散劑和載體樹脂按比例加入捏合機(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 ；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重量份的尼龍6專用阻燃功能母料加入主阻燃劑40 75份、阻燃協(xié)效劑3 20份、載體樹脂20 40份、抗氧劑0. 4 2份、偶聯(lián)劑0. 5 3份、分散劑0. 5 5份。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種尼龍6專用阻燃功能母料及其制備方法。現(xiàn)有的尼龍6阻燃劑影響尼龍6的性能，且不易準(zhǔn)確添加。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3～20份、載體樹脂20～40份、抗氧劑0.4～2份、偶聯(lián)劑0.5～3份、分散劑0.5～5份。制備方法是首先將各組成原料按比例加入捏合機(jī)中，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6基體中，有效改善尼龍6材料的阻燃性能，且燃燒時不會放出有害氣體；制備方法操作簡單、能耗低，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C08K3/02GK102558850SQ20111041307
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13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, 浙江豐虹新材料股份有限公司