CN108329466A - 一种阻燃聚酰胺6/苝四甲酸二酐复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及功能材料技术领域,具体涉及一种阻燃聚酰胺6材料的制备方法。利用原位聚合,将苝四甲酸二酐枝接到尼龙6上,从而得到得到聚酰胺6/苝四甲酸二酐复合材料。
Description
技术领域
本发明属于复合材料的制备领域,特别是涉及一种聚酰胺6/苝四甲酸二 酐阻燃复合材料的制备方法。
背景技术
聚酰胺6本身具有耐磨、耐油、自润滑、绝缘、力学性能优良、易加工 成型、耐弱酸碱等优良的综合性能,但普通聚酰胺6也存在着易燃烧,极限 氧指数较低的缺陷,使其应用受到一定的限制,不能广泛应用于交通、电子 电器、消费品、机械工业和其他行业。
Nylon6作为一种优良的工程塑料,在具有各项优良性能的同时,它同很 多高分子材料一样,具有易燃性,这一性质使其在应用中受到了极大限制。 它在燃烧时,燃烧速度快,并伴随着大量熔滴产生,熔滴滴落极易包覆在物 体表面,导致下层物体引燃及产生腐蚀等灾害。这对于工业应用来说,是严 重的安全隐患。2007年,为加强公共场所的安全管理,公安部实施了针对阻 燃塑料制品新标GB20286-2006《2006年公共场所阻燃制品及组件燃烧性能 要求和标识》,对高聚物燃烧烟密度和毒性提出了新的要求,对高聚物的发 展产生了新的压力。因为一般聚合物不但易燃,而且燃烧时的烟密度和毒性 都很高。另外,由于“烛芯效应”在玻纤增强的Nylon6中有很强的表现,可 以在很大程度上造成Nylon6抗燃烧性的减弱,甚至使得进行过一般阻燃改性 的Nylon6根本无法达到国家标准的要求。这更是使得复合改性Nylon6的研 究和应用受到不小的冲击。而且由于其合成分子为极性分子,极限氧指数很 低,易吸水,对安全性和应用环境提出了一定要求,极大地限制了Nylon6在 交通运输,电子,电器等方面的应用。而对于阻燃Nylon6,其应用却更可以 得到大大的扩展。阻燃改性尼龙主要可以扩展应用于电子、低压电器、IT、 OA等目前具有良好发展前景的行业领域。仅以低压电器行业为例,随着国民 生产总值和发电设备的不断增长,将拉动低压电器行业持续发展。2011年全 国低压电器总产值近550亿元,低压电器用工程塑料需求量达到6万吨,而 且以年均10%的速率增长。因此,高性能环保阻燃尼龙的应用前景广阔。目前,国内企业对高性能环保阻燃尼龙材料的需求主要依赖进口,存在材料价 格高、供货周期长等问题,严重制约了我国电子、低压电器、IT、OA等行业 的发展。因此开发具有自主知识产权的高性能环保阻燃尼龙材料将为国内电 子、低压电器、IT、OA等行业提供具有自主知识产权的高分子材料,填补 国内空白,对国内相关行业的快速发展具有重要意义。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种经济有效,且简单 环保的一种聚酰胺6/苝四甲酸二酐阻燃复合材料制备方法,该方法无需大量 的阻燃剂的使用,能简单快速制得聚酰胺6/苝四甲酸二酐阻燃复合材料。
本发明包括如下技术方案:
一种聚酰胺6/苝四甲酸二酐阻燃复合材料的制备方法,其特点是:包括 以下方法制备:
方法1.称取己内酰胺,6-氨基己酸,氯化锰(0.001-0.005g),苝四甲酸 二酐,次磷酸(0.0025-0.0075g)添加到四口烧瓶中,打开冷凝水,开始通入 氮气5分钟,然后在氮气保护氛围下,加热使其熔融并开始搅拌,加热,药 品开始融化,每隔10-20分钟将电压升高一小格,继续升高温度,恒温反应 2-3个小时,随后逐步将温度升高到250-270℃,恒温反应4-5h,反应结束后, 将聚合物从反应容器中倒出,得到苝四甲酸二酐/聚酰胺6聚合物,关闭氮气 和冷水;
方法2.将聚酰胺6、氯化锰、苝四甲酸二酐投入到双螺杆挤出机中,熔 融挤出、造粒。所述的挤出机的工艺参数为:一区温度为150~200℃,二区 温度为185~225℃,三区温度为185~215℃,四区温度为195~215℃,机头温 度为205~215℃。
方法3.先将聚酰胺6原料在搅拌的条件下溶解于氯仿,然后将苝四甲酸 二酐溶于氯仿,超声分散后,将苝四甲酸二酐溶液缓慢倒入到聚酰胺6溶液 中,室温下搅拌一定时间,之后将溶液烘干得到聚酰胺6/苝四甲酸二酐复合 材料。
另外,上述聚酰胺6/苝四甲酸二酐复合材料的制备方法操作简便,成本低 廉,适于该复合材料的工业化生产。
具体实施方式
为能进一步公开本发明的发明内容、特点及功效,特例举以下实例进行 详细说明如下。
实例1.称取己内酰胺(50g),6-氨基己酸(10g),氯化锰(0.005g), 氧化苝四甲酸酐,次磷酸(0.001g)添加到四口烧瓶中,打开冷凝水,开始 通入氮气4分钟,然后在氮气保护氛围下,加热使其熔融并开始搅拌,加热, 药品开始融化,每隔15分钟将电压升高一小格,继续升高温度至220℃,恒 温反应2.5个小时,随后逐步将温度升高到250-270℃,恒温反应4-5h,反应 结束后,将聚合物从反应容器中倒出,得到苝四甲酸酐/聚酰胺6聚合物,关闭氮气和冷水;
实例2.称取己内酰胺36g,6-氨基己酸4g,氯化锰(0.001g),苝四甲 酸酐0.4g,次磷酸(0.0025g)添加到四口烧瓶中,打开冷凝水,开始通入氮 气5分钟,然后在氮气保护氛围下,加热使其熔融并开始搅拌,加热,药品 开始融化,每隔10分钟将电压升高一小格,继续升高温度,恒温反应时间可 以为2.5个小时,随后逐步将温度升高到260℃,恒温反应4.5h,反应结束后, 将聚合物从反应容器中倒出,得到苝四甲酸酐/聚酰胺6聚合物,关闭氮气和 冷水。
实例3.称取己内酰胺18g,6-氨基己酸2g,添加到四口烧瓶中,打开 冷凝水,开始通入氮气4分钟,然后在氮气保护氛围下,加热使其熔融并开 始搅拌,搅拌半小时后,此时加入苝四甲酸酐0.2g,继续进行加热,用加热 套加热到180℃保持该温度1小时,之后将温度加热到260℃,保持该温度6 个小时,得到苝四甲酸酐/聚酰胺6聚合物,关闭氮气和冷水。
实例4.先将聚酰胺6原料在转速为500rpm条件下溶解于氯仿,然后将 苝四甲酸二酐溶于氯仿,超声分散45min后,将苝四甲酸二酐溶液缓慢倒入 到聚酰胺6溶液中,室温下搅拌3个小时,之后90℃下将溶液烘干得到聚酰 胺6/苝四甲酸二酐复合材料。
实例5.将聚酰胺6、氯化锰、苝四甲酸二酐投入到双螺杆挤出机中,熔 融挤出、造粒。所述的挤出机的工艺参数为:一区温度为180℃,二区温度 为200℃,三区温度为190℃,四区温度为200℃,机头温度为220℃。
尽管上面对本发明的优选实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上 述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,并不是限制性的, 本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求 所保护的范围情况下,还可以作出很多形式。这些均属于本发明的保护范围 之内。
Claims (7)
1.一种高极限氧指数阻燃聚酰胺6/苝四甲酸二酐复合材料,按重量百分比包括如下组分:
。
2.如权利要求1所述的高极限氧指数阻燃聚酰胺6/苝四甲酸二酐复合材料,其特征在于,加入6-氨基己酸的加入质量为己内酰胺质量的0~50wt%。
3.如权利要求1所述的高极限氧指数阻燃聚酰胺6/苝四甲酸二酐复合材料,其特征在于,所述改性剂为苝四甲酸二酐。
4.如权利要求1所述的高极限氧指数阻燃聚酰胺6/苝四甲酸二酐复合材料,其特征在于,所述的光稳定剂为0~2wt%氯化锰和0~1wt%次磷酸水溶液的混合物。
5.如权利要求1所述的高极限氧指数阻燃聚酰胺6/苝四甲酸二酐复合材料,其特征在于,所述的抗氧化剂为受阻酚类抗氧剂。
6.如权利要求1所述的高极限氧指数阻燃聚酰胺6/苝四甲酸二酐复合材料的制备方法,称取己内酰胺,6-氨基己酸,氯化锰(0~2wt%),苝四甲酸二酐(1~2.5wt%),次磷酸水溶液(0~1wt%),添加到四口烧瓶中,打开冷凝水,,开始通入氮气5分钟,然后在氮气保护氛围下,利用加热装置加热使其熔融并开始搅拌,加热,药品开始融化,每隔10~20分钟将电压升高一小格,继续升高温度,恒温反应2~3个小时,随后逐步将温度升高到250~270℃,恒温反应4~5h,反应结束后,将聚合物从反应容器中倒出,得到苝四甲酸二酐/聚酰胺6聚合物,关闭氮气和冷水。
7.如权利要求1所述的高极限氧指数阻燃聚酰胺6/苝四甲酸二酐复合材料的制备方法,将聚酰胺6(90~95wt%)、氯化锰(0~2wt%)、苝四甲酸二酐(1~2.5wt%)投入到双螺杆挤出机中,熔融挤出、造粒。所述的挤出机的工艺参数为:一区温度为150~200℃,二区温度为185~225℃,三区温度为185~215℃,四区温度为195~215℃,机头温度为205~215℃。
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