阻燃聚酰胺組合物及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種阻燃聚酰胺組合物及其制備方法，該阻燃聚酰胺組合物由以下質(zhì)量份數(shù)配比的原料制成：聚酰胺樹脂40-74份；空心玻璃纖維：10-25份；阻燃劑：10-18份；阻燃增效劑5-7份；其他助劑：1-10份。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明阻燃聚酰胺組合物具有優(yōu)異的阻燃性能，達到UL94 V-0級，而且在制備配方中加入空心玻璃纖維，能夠在改善材料機械性能的同時材料的密度降低，提高了材料的介電性能，并具有良好的隔熱性能和隔音降噪功能。
【專利說明】阻燃聚酰胺組合物及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，具體的說是涉及一種阻燃聚酰胺組合物及其制備方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚酰胺（PA)又稱為尼龍，是美國DuPont公司最先開發(fā)作為纖維使用的樹脂，于 1939年實現(xiàn)工業(yè)化。20世紀50年代開始開發(fā)和生產(chǎn)注塑制品，以取代金屬滿足下游工業(yè) 制品輕量化、降低成本的要求。PA塑料具有良好的綜合性能，包括力學(xué)性能、耐熱性、耐磨損 性、耐化學(xué)藥品性和自潤滑性，且摩擦系數(shù)低，有一定的阻燃性，易于加工，適于用玻璃纖維 和其它填料填充增強改性，提高性能和擴大應(yīng)用范圍。
[0003] 在塑料改性行業(yè)中，一般會使用如玻璃纖維、滑石粉、云母、碳酸鈣、玻璃微珠、硅 灰石等無機礦物質(zhì)作為填充增強組份，通過共混改性來改善尼龍材料的剛性、耐熱性、模塑 收縮率、耐化學(xué)性、表面光澤度、燃燒性等性能，以滿足最終塑料制品的使用要求。但是由于 這些無機礦物質(zhì)填料的密度往往比塑料的密度大，因此在塑料中加入礦質(zhì)填料會相對增加 最終產(chǎn)品的重量。也有研宄采用空心玻璃微珠作為填料改性聚酰胺材料，以達到減輕重量 的目的，但是改性后聚酰胺材料的強度和剛性等性能都遠不及玻璃纖維增強聚酰胺材料。 而空心玻璃纖維增強熱塑性復(fù)合材料具有質(zhì)輕、剛性好、介電常數(shù)低等特點。
[0004] 目前常用的阻燃聚酰胺采用鹵素阻燃以達到良好的阻燃效果，采用玻璃纖維增強 以達到良好機械性能。聚合物在作電工絕緣材料或電容器材料使用時，要求其介電損耗越 小越好。阻燃聚酰胺應(yīng)用于電氣零件和電子零件等時，除了要具有良好的機械性能和阻燃 性能之晚，也要具有良好的介電性能，而普通的阻燃增強聚酰胺材料在這方面表現(xiàn)稍差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種阻燃聚酰胺組合物及其制備方法，具有低 密度以及優(yōu)異的阻燃性能、力學(xué)性能、介電性能、隔熱和隔音性能。
[0006] 本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種阻燃聚酰胺組合物，由以 下質(zhì)量份數(shù)配比的原料制成：
[0007] 聚酰胺樹脂 40-74份； ^心玻璃纖維 10-25份； 阯燃劑 10-18份； 阯燃增效劑 5-7份； JL:他助劑 1-10份。
[0008] 作為本發(fā)明的進一步改進，所述的聚酰胺樹脂為PA6、PA66中的一種或其混合物。
[0009] 作為本發(fā)明的進一步改進，所述的空心玻璃纖維具有環(huán)形截面，其空心度為 10%?65%，直徑為10?70 μ m。
[0010] 作為本發(fā)明的進一步改進，所述的阻燃劑為溴化聚苯乙烯，所述阻燃增效劑為三 氧化二銻。
[0011] 作為本發(fā)明的進一步改進，所述的其他助劑選自沖擊改性劑、抗氧劑、偶聯(lián)劑中的 一種或者其混合物。
[0012] 作為本發(fā)明的進一步改進，所述的沖擊改性劑為馬來酸酐接枝POE，接枝率為 0· 8 ?L 2〇
[0013] 作為本發(fā)明的進一步改進，所述的抗氧劑為N，Ν' -雙-(3-(3, 5-二叔丁基-4-羥 基苯基）丙?；┘憾放c雙（2. 4-二叔丁基苯基）季戊四醇二亞磷酸酯復(fù)合物。
[0014] 作為本發(fā)明的進一步改進，所述的偶聯(lián)劑為含氨基的硅烷偶聯(lián)劑。
[0015] 本發(fā)明還提高一種上述的阻燃聚酰胺組合物的制備方法，包括以下步驟：將配方 量中的聚酰胺樹脂、阻燃劑、其他助劑在高速混合器中混合均勻，然后將其從雙螺桿擠出機 的主進料口加入該雙螺桿擠出機中，同時將配方量中的空心玻璃纖維通過該雙螺桿擠出機 的側(cè)進料口加入該雙螺桿擠出機中，擠出并冷卻、干燥、切粒。
[0016] 作為本發(fā)明的進一步改進，所述的雙螺桿擠出機的一區(qū)溫度為210_230°C，二區(qū)溫 度為220-240°C，三區(qū)溫度為220-240°C，四區(qū)溫度為220-240°C，五區(qū)溫度為230-250°C， 六區(qū)溫度為240-260 °C，七區(qū)溫度為230-250 °C，八區(qū)溫度為220-240 °C，九區(qū)溫度為 200-220 °C ;主機轉(zhuǎn)速為250-350轉(zhuǎn)/分鐘。
[0017] 本發(fā)明的有益效果是：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明阻燃聚酰胺組合物具有優(yōu)異的阻 燃性能，達到UL94V-0級，而且在制備配方中加入空心玻璃纖維，能夠在改善材料機械性能 的同時材料的密度降低，提高了材料的介電性能，并具有良好的隔熱性能和隔音降噪功能。

【具體實施方式】
[0018] 下面結(jié)合實施例與對比例，對本發(fā)明作進一步說明。但本發(fā)明的保護范圍不限于 下述實施例，即但凡以本發(fā)明申請專利范圍及說明書內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾， 皆仍屬本發(fā)明專利涵蓋范圍之內(nèi)。
[0019] 以下實施例和對比例中，聚酰胺樹脂選自PA6、PA66的一種或多種的混合物，如 PA6可選擇古比雪夫氮工程塑料有限公司生產(chǎn)和銷售的VOLGAMID25、VOLGAMID27, PA66可 選擇河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司生產(chǎn)的EPR27和美國首諾公司生產(chǎn)和銷售的50BWFS 等；空心玻璃纖維選用美國OCF玻纖公司的Hollex S-2高強空心玻璃纖維；溴化聚苯乙烯 選用巴斯夫的FR-1718 ;三氧化二銻由湖南閃星銻業(yè)生產(chǎn)；玻璃纖維選用巨石集團生產(chǎn)的 ECS11-4. 5-560A;空心玻璃微珠，牌號S32,美國3M公司生產(chǎn)；馬來酸酐接枝POE選自海爾 科化生產(chǎn)的KHEP - 680C3 ;抗氧劑選用汽巴公司生產(chǎn)和銷售的IRGAN0X1098和美國雅寶公 司生產(chǎn)和銷售的AT-626 ;偶聯(lián)劑選用市售的牌號為KH550的氨基硅烷偶聯(lián)劑。
[0020] 實施例1 :
[0021] 稱取 32KG PA6V0LGAMID25、30KG PA6650BWFS、IOKG 空心玻璃纖維、18KG 溴化聚苯 乙烯、5KG三氧化二銻、3KG馬來酸酐接枝POEUKG偶聯(lián)劑、0. 7KG抗氧劑1098、0. 3KG抗氧 劑AT-626。將上述PA6、PA66、溴化聚苯乙烯、三氧化二銻、馬來酸酐接枝Ρ0Ε、抗氧劑、偶 聯(lián)劑在高速混合器中混合均勻；然后將混合物料從主進料口加入雙螺桿擠出機中，將空心 玻璃纖維在通過側(cè)進料口加入雙螺桿擠出機中，擠出后冷卻、干燥、切粒。雙螺桿擠出機的 加工條件為：一區(qū)溫度220°C，二區(qū)溫度230°C，三區(qū)溫度240°C，四區(qū)溫度240°C，五區(qū)溫度 250°C，六區(qū)溫度250°C，七區(qū)溫度245°C，八區(qū)溫度235°C，九區(qū)溫度220°C;主機轉(zhuǎn)速290轉(zhuǎn) /分鐘。
[0022] 實施例2 :
[0023] 稱取 37KG PA6VOLGAMID25、IOKG PA6650BWFS、25KG 空心玻璃纖維、15KG 溴化聚苯 乙烯、6KG三氧化二銻、3KG馬來酸酐接枝P0E、0. 5KG抗氧劑1098、0. 5KG抗氧劑AT-626， 3KG偶聯(lián)劑。將上述PA6、PA66、溴化聚苯乙烯、三氧化二銻、馬來酸酐接枝POE、抗氧劑、偶 聯(lián)劑在高速混合器中混合均勻；然后將混合物料從主進料口加入雙螺桿擠出機中，將空心 玻璃纖維在通過側(cè)進料口加入雙螺桿擠出機中，擠出后冷卻、干燥、切粒。雙螺桿擠出機的 加工條件為：一區(qū)溫度220°C，二區(qū)溫度230°C，三區(qū)溫度240°C，四區(qū)溫度240°C，五區(qū)溫度 250°C，六區(qū)溫度250°C，七區(qū)溫度245°C，八區(qū)溫度235°C，九區(qū)溫度220°C;主機轉(zhuǎn)速350轉(zhuǎn) /分鐘。
[0024] 實施例3 :
[0025] 稱取43KG PA6VOLGAMID27、25KG空心玻璃纖維、15KG溴化聚苯乙烯、7KG三氧化 二銻、5KG馬來酸酐接枝P0E、0. 5KG抗氧劑1098、0. 5KG抗氧劑AT-626,4KG偶聯(lián)劑。將上 述PA6、溴化聚苯乙烯、三氧化二銻、馬來酸酐接枝POE、抗氧劑、偶聯(lián)劑等在高速混合器中 混合均勻；然后將混合物料從主進料口加入雙螺桿擠出機中，將空心玻璃纖維在通過側(cè)進 料口加入雙螺桿擠出機中，擠出后冷卻、干燥、切粒。雙螺桿擠出機的加工條件為：一區(qū)溫度 220°C，二區(qū)溫度230°C，三區(qū)溫度240°C，四區(qū)溫度240°C，五區(qū)溫度250°C，六區(qū)溫度250°C， 七區(qū)溫度245°C，八區(qū)溫度235°C，九區(qū)溫度220°C ;主機轉(zhuǎn)速330轉(zhuǎn)/分鐘。
[0026] 實施例4 :
[0027] 稱取66KG PA66EPR27、10KG空心玻璃纖維、18KG溴化聚苯乙烯、5KG三氧化二銻、 0. 5KG抗氧劑1098、0. 5KG抗氧劑AT-626。將上述PA66、溴化聚苯乙烯、三氧化二銻、抗氧 劑等在高速混合器中混合均勻；然后將混合物料從主進料口加入雙螺桿擠出機中，將空心 玻璃纖維在通過側(cè)進料口加入雙螺桿擠出機中，擠出后冷卻、干燥、切粒。雙螺桿擠出機的 加工條件為：一區(qū)溫度220°C，二區(qū)溫度230°C，三區(qū)溫度240°C，四區(qū)溫度240°C，五區(qū)溫度 250°C，六區(qū)溫度250°C，七區(qū)溫度245°C，八區(qū)溫度235°C，九區(qū)溫度220°C;主機轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn) /分鐘。
[0028] 實施例5 :
[0029] 稱取49KG PA6VOLGAMID25、15KG空心玻璃纖維、IOKG溴化聚苯乙烯、7KG三氧化 二銻、5KG馬來酸酐接枝P0E、0. 5KG抗氧劑1098、0. 5KG抗氧劑AT-626,4KG偶聯(lián)劑。將上 述PA、溴化聚苯乙烯、三氧化二銻、馬來酸酐接枝POE、抗氧劑、偶聯(lián)劑等在高速混合器中混 合均勻；然后將混合物料從主進料口加入雙螺桿擠出機中，將空心玻璃纖維在通過側(cè)進料 口加入雙螺桿擠出機中，擠出后冷卻、干燥、切粒。雙螺桿擠出機的加工條件為：一區(qū)溫度 220°C，二區(qū)溫度230°C，三區(qū)溫度240°C，四區(qū)溫度240°C，五區(qū)溫度250°C，六區(qū)溫度250°C， 七區(qū)溫度245°C，八區(qū)溫度235°C，九區(qū)溫度220°C;雙螺桿擠出機的主機轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘。
[0030] 對比例1 :
[0031] 稱取49KG PA6VOLGAMID25、15KG玻璃纖維、19KG溴化聚苯乙烯、7KG三氧化二銻、 5KG馬來酸酐接枝P0E、0. 5KG抗氧劑1098、0. 5KG抗氧劑AT-626,4KG偶聯(lián)劑。將上述PA、溴 化聚苯乙烯、三氧化二銻、馬來酸酐接枝POE、抗氧劑、偶聯(lián)劑等在高速混合器中混合均勻； 然后將混合物料從主進料口加入雙螺桿擠出機中，將空心玻璃纖維在通過側(cè)進料口加入雙 螺桿擠出機中，擠出后冷卻、干燥、切粒。雙螺桿擠出機的加工條件為：一區(qū)溫度220°C，二 區(qū)溫度230°C，三區(qū)溫度240°C，四區(qū)溫度240°C，五區(qū)溫度250°C，六區(qū)溫度250°C，七區(qū)溫度 245°C，八區(qū)溫度235°C，九區(qū)溫度220°C ;主機轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘。
[0032] 將制備好的粒料放入鼓風(fēng)烘箱中，在120°C條件下烘干4h，然后將干燥好的粒料 在注射成型機中注射成型樣條。注射成型模具溫度為90°C。本發(fā)明所得聚酰胺組合物的性 能測試標準如表1所示。
[0033] 以上實施例1?5及對比例所制得的聚酰胺組合物的物性參數(shù)見表2。
[0034] 從表2可以看出，本發(fā)明阻燃聚酰胺組合物具有優(yōu)異的阻燃性能，達到UL94V-0 級，而且比普通無堿玻璃纖維增強阻燃聚酰胺材料密度明顯降低，并保持良好的拉伸強度、 彎曲強度、彎曲模量等力學(xué)性能。同時，本發(fā)明阻燃聚酰胺組合物還具有良好的介電性能、 隔熱性能和隔音降噪功能。本發(fā)明的阻燃聚酰胺組合物可以廣泛應(yīng)用于電子電氣領(lǐng)域。
[0035] 表1材料物理機械性能的測試項目及對應(yīng)的測試方法
[0036]

【權(quán)利要求】
1. 一種阻燃聚酰胺組合物，其特征在于：由以下質(zhì)量份數(shù)配比的原料制成： 聚酰胺樹脂 40-74份； 中心玻璃纖維 10-25份； 阯燃劑 10-18份； 阯燃增效劑 5-7份； JL:他助劑卜10份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃聚酰胺組合物，其特征在于：所述的聚酰胺樹脂為PA6、 PA66中的一種或其混合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃聚酰胺組合物，其特征在于：所述的空心玻璃纖維具有 環(huán)形截面，其空心度為10 %?65 %，直徑為10?70 ym。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃聚酰胺組合物，其特征在于：所述的阻燃劑為溴化聚苯 乙烯，所述阻燃增效劑為三氧化二銻。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃聚酰胺組合物，其特征在于：所述的其他助劑選自沖擊 改性劑、抗氧劑、偶聯(lián)劑中的一種或者其混合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的阻燃聚酰胺組合物，其特征在于：所述的沖擊改性劑為馬來 酸酐接枝POE，接枝率為0. 8?1. 2。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的阻燃聚酰胺組合物，其特征在于：所述的抗氧劑為 N, N' -雙-(3- (3, 5-二叔丁基_4_輕基苯基）丙?；┘憾放c雙（2. 4-二叔丁基苯基） 季戊四醇二亞磷酸酯復(fù)合物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的阻燃聚酰胺組合物，其特征在于：所述的偶聯(lián)劑為含氨基的 娃燒偶聯(lián)劑。
9. 一種根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的阻燃聚酰胺組合物的制備方法，其特征在 于，包括以下步驟：將配方量中的聚酰胺樹脂、阻燃劑、其他助劑在高速混合器中混合均勻， 然后將其從雙螺桿擠出機的主進料口加入該雙螺桿擠出機中，同時將配方量中的空心玻璃 纖維通過該雙螺桿擠出機的側(cè)進料口加入該雙螺桿擠出機中，擠出并冷卻、干燥、切粒。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的阻燃聚酰胺組合物的制備方法，其特征在于：所述的雙螺桿 擠出機的一區(qū)溫度為210-230°C，二區(qū)溫度為220-240°C，三區(qū)溫度為220-240°C，四區(qū)溫度 為220-240°C，五區(qū)溫度為230-250°C，六區(qū)溫度為240-260°C，七區(qū)溫度為230-250°C，八區(qū) 溫度為220-240 °C，九區(qū)溫度為200-220 °C ;主機轉(zhuǎn)速為250-350轉(zhuǎn)/分鐘。
【文檔編號】C08K7/14GK104497560SQ201410765081
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】張現(xiàn)軍, 田晉麗, 張永, 梁惠強, 金學(xué)峰, 周華龍 申請人:江蘇金發(fā)科技新材料有限公司, 天津金發(fā)新材料有限公司