CN103965623A - 一种高尺寸稳定性增强阻燃耐寒复合材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种高尺寸稳定性增强阻燃耐寒复合材料及制备方法，涉及高分子材料领域，所述复合材料包括以下重量份成分：PA66树脂40～70份、偶联剂0.1～0.5份、红磷阻燃剂10～15份、耐寒增韧剂5～15份、抗氧剂0.1～0.5份、润滑剂0.1～0.5份、异形玻璃纤维10～30份；其中，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂按1:1复配而成。本发明制备的这种复合材料的阻燃效果达到防火等级UL-94中V-0级别，尺寸稳定性好，抗冲击性优异，符合环保要求，可广泛应用到普通及特殊电子电器产品中。

Description

一种高尺寸稳定性增强阻燃耐寒复合材料及制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种高尺寸稳定性增强阻燃耐寒复合材料。
背景技术
尼龙是一种优异的工程塑料，具有优良的机械性能，耐热性，耐磨性，自润滑性，良好的加工性，应用居五大工程塑胶之首，被广泛的应用到汽车、家电、玩具等相关行业中。21世纪，科技日新月异，人们对材料的要求越来越苛刻，尼龙阻燃材料在电子电器得到广泛的运用，在一些特殊电子电器中要求具有阻然效果，同时又要具有一定的耐热、耐寒、较好的机械性能，而普通的阻然料不能满足要求，需对尼龙进行制殊的改性。
玻璃纤维在增强复合材料中应用得最为广泛，玻璃纤维的加入可以提高尼龙的刚性、尺寸稳定性、耐热性，但普通玻璃纤提高尼龙的刚性、尺寸稳定性、耐热性的效果有限，且阻燃性能较差，只能达到HB级，且尺寸容易产生各向异性，稳定性较差，不能满足有较高性能要求的场合。目前市场上使用的阻燃增强PA66材料主要添加溴化聚苯乙烯类的溴系阻燃剂，及红磷阻燃剂，无卤阻燃剂。溴系阻燃剂在燃烧时会产生大量的有毒、带腐蚀性的气体，对环境有污染，对磨具有腐蚀性作用。无卤阻燃剂，对产品性能影响较大。红磷阻燃体系，很适合于电子电器产品中，由于红磷的颜色为棕红色，不宜用于本色或彩色产品中，但红磷阻燃体系可以运用到黑色或深红色产品中。目前趋势下，很多国家在电子电器产品中对于环保、安全的要求越来越高，红磷增强阻燃以替代溴系的PA66研发，在黑色、深红色产品用磷系替代溴系成为一种大的趋势。在一些特殊电子电器产品中，材料除了需要具有较好的机械性能外，还需要具有较高的耐热性，电气性能，较好的耐低温性及尺寸稳定性。国外，一些大公司都有相应的阻燃增强增韧产品，像巴斯夫的A3XZ系列的产品等，国内有部分厂家在研发增强阻燃PA66复合材料，但是大部分产品性能有耐寒性和产品尺寸稳定性差的缺陷。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供了一种高尺寸稳定性增强阻燃耐寒复合材料及其制备方法，为达到上述发明目的，本发明公布了以下技术方案：
一种高尺寸稳定性增强阻燃耐寒复合材料，包括以下重量份成分：
其中，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂按1:1复配而成。
优选的，所述的高尺寸稳定性增强阻燃耐寒复合材料，包括以下重量份成分：PA66树脂51份、偶联剂0.3份、红磷阻燃剂12份、耐寒增韧剂11份、抗氧剂0.4份、润滑剂0.3份、异形玻璃纤维25份。
优选的，所述的高尺寸稳定性增强阻燃耐寒复合材料，包括以下重量份成分：PA66树脂47份、偶联剂0.3份、红磷阻燃剂12份、耐寒增韧剂10份、抗氧剂0.4份、润滑剂0.3份、异形玻璃纤维30份。
优选的，所述PA66树脂的特性粘度为2.4。
所述的偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷；所述的红磷阻燃剂为包裹红磷阻燃剂，其红磷含量为20-85％；所述的耐寒增韧剂为高接枝率的马来酸酐接枝POE，接枝率为0.8-1.2％；所述的受阻酚类抗氧剂为β(3，5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸季戊四醇酯；所述的亚磷酸酯类抗氧剂为双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯；所述的润滑剂为季戊四醇。
该复合材料的制备方法为：将PA66树脂、偶联剂、红磷阻燃剂、耐寒增韧剂、抗氧剂、润滑剂按重量份放入高混机中混合2～5min后出料，得到混合物；然后将所得混合物在双螺杆挤出机挤出过程中加入异形玻璃纤维挤出造粒，挤出机挤出过程中温度控制在235～285℃，螺杆转速在200～500R/min。
本发明的有益效果是：此复合材料是以PA66树脂、红磷阻燃剂、异形玻璃纤维、耐寒增韧剂等助剂经双螺杆高温高剪切混合而成；采用高红磷含量的红磷阻燃剂增强阻燃效率、减小对复合材料的性能影响，而且环保、无污染；异形玻璃纤维在增强阻燃基础上，可以大幅的提高此复合材料的刚性、尺寸稳定性、耐热性；利用耐寒增韧剂马来酸酐接枝弹性体增韧，可以显著提高此复合材料的抗冲击强度。本发明研发的这种复合材料的阻燃效果达到防火等级UL-94中V-0级别，尺寸稳定性好，抗冲击、耐寒性优异，符合环保要求，可广泛应用到普通及特殊电子电器产品中，包括机械、仪器仪表、汽车部件、电子电气、铁路、家电、通讯、纺机、体育休闲用品、油管、油箱及一些精密工程制品等。
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明。
实施例1
按重量份取PA66树脂70份、偶联剂0.1份、红磷阻燃剂13份、抗氧剂0.4份、润滑剂0.5份、耐寒增韧剂6份放入高混机中混合2～5min后出料，得到混合物；然后将混合物在双螺杆挤出机挤出过程中加入异形玻璃纤维10份挤出造粒，挤出机挤出过程中温度控制在235～285℃，螺杆转速控制在200～500R/min。
实施例2
按重量份取PA66树脂65份、偶联剂0.1份、红磷阻燃剂14份、抗氧剂0.4份、润滑剂0.5份、耐寒增韧剂10份放入高混机中混合2～5min后出料，得到混合物；然后将混合物在双螺杆挤出机挤出过程中加入异形玻璃纤维10份挤出造粒，挤出机挤出过程中温度控制在235～285℃，螺杆转速控制在200～500R/min。
实施例3
按重量份取PA66树脂63份、偶联剂0.1份、红磷阻燃剂12份、抗氧剂0.4份、润滑剂0.5份、耐寒增韧剂14份放入高混机中混合2～5min后出料，得到混合物；然后将混合物在双螺杆挤出机挤出过程中加入异形玻璃纤维10份挤出造粒，挤出机挤出过程中温度控制在235～285℃，螺杆转速控制在200～500R/min。
实施例4
按重量份取PA66树脂62份、偶联剂0.5份、红磷阻燃剂12份、抗氧剂0.2份、润滑剂0.3份、耐寒增韧剂10份放入高混机中混合2～5min后出料，得到混合物；然后将混合物在双螺杆挤出机挤出过程中加入异形玻璃纤维15份挤出造粒，挤出机挤出过程中温度控制在235～285℃，螺杆转速控制在200～500R/min。
实施例5
按重量份取PA66树脂52份、偶联剂0.5份、红磷阻燃剂12份、抗氧剂0.2份、润滑剂0.3份、耐寒增韧剂10份放入高混机中混合2～5min后出料，得到混合物；然后将混合物在双螺杆挤出机挤出过程中加入异形玻璃纤维25份挤出造粒，挤出机挤出过程中温度控制在235～285℃，螺杆转速控制在200～500R/min。
实施例6
按重量份取PA66树脂40份、偶联剂0.5份、红磷阻燃剂14份、抗氧剂0.2份、润滑剂0.3份、耐寒增韧剂15份放入高混机中混合2～5min后出料，得到混合物；然后将混合物在双螺杆挤出机挤出过程中加入异形玻璃纤维30份挤出造粒，挤出机挤出过程中温度控制在235～285℃，螺杆转速控制在200～500R/min。
实施例7
按重量份取PA66树脂51份、偶联剂0.3份、红磷阻燃剂12份、抗氧剂0.4份、润滑剂0.3份、耐寒增韧剂11份放入高混机中混合2～5min后出料，得到混合物；然后将混合物在双螺杆挤出机挤出过程中加入异形玻璃纤维25份挤出造粒，挤出机挤出过程中温度控制在235～285℃，螺杆转速控制在200～500R/min。
实施例8
按重量份取PA66树脂47份、偶联剂0.3份、红磷阻燃剂12份、抗氧剂0.4份、润滑剂0.3份、耐寒增韧剂10份放入高混机中混合2～5min后出料，得到混合物；然后将混合物在双螺杆挤出机挤出过程中加入异形玻璃纤维30份挤出造粒，挤出机挤出过程中温度控制在235～285℃，螺杆转速控制在200～500R/min。
将上述实施例1-8所得的复合材料经注塑机打板，按ASTM标准测试方法进行性能测试，原料按重量份的配比及测试结果如表1所示：
表1
从表1中可以看出，采用本发明的技术方案所得到的复合材料，其阻燃效果均达到防火等级UL-94中V-0级别，在相同玻璃纤维含量的情况下、此复合材料具有较高的力学性能同时具有优异的缺口冲击强度和耐寒性，比现有的市场上的PA66复合材料的抗冲击能力好；而异形玻璃纤维加入，使材料伸缩率降低，显著地提高了材料的尺寸稳定性。
以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。

Claims (10)

1.一种高尺寸稳定性增强阻燃耐寒复合材料，其特征在于，包括以下重量份成分：
其中，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂按1:1复配而成。
2.根据权利要求1所述的高尺寸稳定性增强阻燃耐寒复合材料，其特征在于，包括以下重量份成分：
3.根据权利要求1所述的高尺寸稳定性增强阻燃耐寒复合材料，其特征在于，包括以下重量份成分：
4.根据权利要求1所述的高尺寸稳定性增强阻燃耐寒复合材料，其特征在于：所述PA66树脂的特性粘度为2.4。
5.根据权利要求1所述的高尺寸稳定性增强阻燃耐寒复合材料，其特征在于：所述的偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷。
6.根据权利要求1所述的高尺寸稳定性增强阻燃耐寒复合材料，其特征在于：所述的红磷阻燃剂为包裹红磷阻燃剂，其红磷含量为20-85％。
7.根据权利要求1所述的高尺寸稳定性增强阻燃耐寒复合材料，其特征在于：所述的耐寒增韧剂为接枝率0.8-1.2％的马来酸酐接枝POE。
8.根据权利要求1所述的高尺寸稳定性增强阻燃耐寒复合材料，其特征在于：所述的受阻酚类抗氧剂为β(3，5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸季戊四醇酯；所述的亚磷酸酯类抗氧剂为双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
9.根据权利要求1所述的高尺寸稳定性增强阻燃耐寒复合材料，其特征在于：所述的润滑剂为季戊四醇。
10.一种如权利要求1所述的高尺寸稳定性增强阻燃耐寒复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将PA66树脂、偶联剂、红磷阻燃剂、耐寒增韧剂、抗氧剂、润滑剂按重量份放入高混机中混合2～5min后得到混合物；然后将所得混合物在双螺杆挤出机挤出过程中加入异形玻璃纤维挤出造粒，挤出机挤出过程中温度控制在235～285℃，螺杆转速在200～500R/min。
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