一种无卤阻燃玻纤增强PA6材料及其制备方法与流程

一种无卤阻燃玻纤增强pa6材料及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及无卤阻燃玻纤增强材料技术领域，具体为一种无卤阻燃玻纤增强pa6材料及其制备方法。


背景技术：

2.聚酰胺6学名是聚己内酰胺，简称pa6，是聚酰胺类工程塑料门类里面市场用量最大的一种。pa6力学性能良好，耐溶剂耐油，耐磨自润滑，耐热性较高，特别是经玻璃纤维增强后，力学性能大幅度提升，耐热性和尺寸稳定性也明显改善。玻纤增强pa6以其高机械强度，良好的加工性，具有一定的耐磨性和优异的产品设计自由度，广泛的应用在轨道交通，机械，医疗和建筑等行业。在电子电器行业，除了对玻纤增强pa6材料的强度和尺寸稳定性有较高的要求外，对材料的阻燃等级也会做严格规定。特别是针对无人看管电器，更是提出了灼热丝的要求。灼热丝的测试是规定厚度的产品或样条，以规定速度接触预定温度的钨丝，记录产品或样条起燃的时间和余焰(燃)熄灭的时间。无人看管电器产品做灼热丝的测试要求，主要是评估短路或明火引起产品持续燃烧的极限温度。随着欧盟rosh条例和各国的环保政策的日益严格，传统的溴系阻燃剂因其二噁英问题越来越受到限制。无卤阻燃剂因为燃烧不产生二噁英问题，对环境友好，正逐步取代传统的溴系阻燃剂。市场上通用玻纤增强无卤阻燃pa6灼热丝(gwit)不高于775度。随着无人看管电器元件的模块集中化，更多的电器元件会聚集在更狭小的空间，局部的温度会变得更高。这种使用环境对无卤阻燃玻纤增强pa6材料的灼热丝提出了更高的要求。


技术实现要素：

3.针对上述情况，为弥补上述现有缺陷，本发明提供了一种灼热丝gwit 800不起火的无卤阻燃玻纤增强pa6材料及其制备方法。
4.本发明提供如下的技术方案：本发明提出了一种无卤阻燃玻纤增强pa6材料，包括下列质量百分比的组分：pa6树脂49.8％-55％，玻璃纤维：25％-30％，无卤主阻燃剂：10％-14％，辅阻燃剂：2.5％-4.5％，灼热丝协效剂：3％-6％，抗氧剂0.2％-0.5％，润滑剂0.5％-0.8％，流动剂0.3％-0.6％、黑色母1.5％-2.5％。
5.进一步地，所述pa6树脂的相对粘度为2.2dl/g-2.8dl/g。
6.优选的，所述pa6树脂选用相对粘度为2.75dl/g的中粘pa6切片。
7.进一步地，所述无卤主阻燃剂选用二乙基次磷酸铝和二乙基次磷酸镁中的一种。
8.优选的，所述无卤主阻燃剂选用二乙基次磷酸铝。
9.进一步地，所述辅阻燃剂选用无卤体系阻燃剂，所述辅阻燃剂选用mpp或硼酸锌中的一种。
10.优选地，所述辅阻燃剂选用mpp。
11.进一步地，所述灼热丝协效剂选用多聚芳基磷酸酯、亚磷酸酯、有机硅阻燃剂中的一种。
12.优选地，所述灼热丝协效剂选用多聚芳基磷酸酯。
13.进一步地，所述抗氧剂选用受阻酚类主抗氧剂和亚磷酸酯辅助抗氧剂按照1：1的比例进行复配。
14.优选地，所述受阻酚类主抗氧剂选用抗氧剂1098，所述亚磷酸酯辅助抗氧剂选用608。
15.进一步地，所述润滑剂选用硬脂酸钙、聚乙烯蜡、硬脂酸酰胺、硅酮类中的一种。
16.优选地，所述润滑剂选用硅酮类。
17.进一步地，所述流动剂选用超支化类聚酯流动剂。
18.同时，本发明还提出了一种无卤阻燃玻纤增强pa6材料的制备方法，具体包括下述步骤：
19.(1)首先称取对应重量份数的pa6树脂、抗氧剂、流动剂，润滑剂和黑色母，将称好的各组分投入高混机中，添加工业白油，充分混合得到预混料a；
20.(2)将对应重量份数的无卤主阻燃剂、辅阻燃剂和灼热丝协效剂投入到预混料a中，再次混合均匀，得到最终混合料b；
21.(3)将玻璃纤维从挤出机侧喂料加入，混合料b从挤出机主喂料处加入，通过挤出机挤出造粒，即可获得无卤阻燃玻纤增强pa6材料成品。
22.进一步地，所述挤出机的控制主机转速为350-450转/分钟。
23.进一步地，所述挤出机为双螺杆挤出机，所述挤出机一到八区的温度分别设定为210℃、230℃、230℃、240℃、240℃、240℃、220℃、220℃和235℃。
24.在本方案中工业白油的添加量采用现有技术即可。
25.采用上述方案的本发明取得的有益效果如下：本发明提出的一种无卤阻燃玻纤增强pa6材料及其制备方法，通过对应比例的pa6树脂、玻璃纤维、无卤主阻燃剂、辅阻燃剂、灼热丝协效剂、抗氧剂、润滑剂、流动剂和黑色母配合，在保证材料阻燃稳定性的同时，使得制备得到的无卤阻燃玻纤增强pa6材料满足灼热丝gwit 800度不起火；更好的解决了无卤阻燃玻纤增强pa6材料灼热丝起燃温度偏低的技术痛点，扩大了无卤阻燃玻纤增强pa6材料的市场应用前景。
具体实施方式
26.下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.实施例一：
28.一种无卤阻燃玻纤增强pa6材料，包括下列质量百分比的组分：
29.pa6树脂：55％；
30.玻璃纤维：25％；
31.无卤主阻燃剂：11.5％；
32.辅阻燃剂：3％；
33.灼热丝协效剂：3％；
34.抗氧剂：0.2％；
35.润滑剂：0.5％；
36.流动剂：0.3％；
37.黑色母：1.5％。
38.在本实施中，所述pa6树脂切片的相对粘度为2.75dl/g；所述无卤主阻燃剂为二乙基次磷酸铝，主要为adp；所述辅阻燃剂为mpp；所述灼热丝协效剂为多聚芳基磷酸酯，型号为px-200；所述抗氧剂为1098和608按质量比1：1混合的复配物；所述润滑剂为硅酮粉；所述黑色母为碳黑色母；所述流动剂为超支化聚酯，型号为c100。
39.同时，本发明还提出了一种无卤阻燃玻纤增强pa6材料的制备方法，具体包括下述步骤：
40.(1)首先称取对应重量份数的pa6树脂、抗氧剂、流动剂，润滑剂和黑色母，将称好的各组分投入高混机中，添加工业白油，充分混合得到预混料a；
41.(2)将对应重量份数的无卤主阻燃剂、辅阻燃剂和灼热丝协效剂投入到预混料a中，再次混合均匀，得到最终混合料b；
42.(3)将玻璃纤维从挤出机侧喂料加入，混合料b从挤出机主喂料处加入，控制挤出机的控制主机转速为350-450转/分钟，所述挤出机为双螺杆挤出机，所述挤出机一到八区的温度分别设定为210℃、230℃、230℃、240℃、240℃、240℃、220℃、220℃和235℃，通过挤出机挤出造粒，即可获得无卤阻燃玻纤增强pa6材料成品。
43.实施例二：
44.一种无卤阻燃玻纤增强pa6材料，包括下列质量百分比的组分：
45.pa6树脂：50.8％；
46.玻璃纤维：27％；
47.无卤主阻燃剂：11.5％；
48.辅阻燃剂：3％；
49.灼热丝协效剂：4.5％；
50.抗氧剂：0.3％；
51.润滑剂：0.7％；
52.流动剂：0.4％；
53.黑色母：1.8％。
54.在本实施中，所述pa6树脂切片的相对粘度为2.75dl/g；所述无卤主阻燃剂为二乙基次磷酸铝，主要为adp；所述辅阻燃剂为mpp；所述灼热丝协效剂为多聚芳基磷酸酯，型号为px-200；所述抗氧剂为1098和608按质量比1：1混合的复配物；所述润滑剂为硅酮粉；所述黑色母为碳黑色母；所述流动剂为超支化聚酯，型号为c100。
55.所述制备方法同实施例一。
56.实施例三：
57.一种无卤阻燃玻纤增强pa6材料，包括下列质量百分比的组分：
58.pa6树脂：49.7％；
59.玻璃纤维：25％；
60.无卤主阻燃剂：13％；
61.辅阻燃剂：4％；
62.灼热丝协效剂：5％；
63.抗氧剂：0.3％；
64.润滑剂：0.7％；
65.流动剂：0.5％；
66.黑色母：1.8％。
67.在本实施中，所述pa6树脂切片的相对粘度为2.75dl/g；所述无卤主阻燃剂为二乙基次磷酸铝，主要为adp；所述辅阻燃剂为mpp；所述灼热丝协效剂为多聚芳基磷酸酯，型号为px-200；所述抗氧剂为1098和608按质量比1：1混合的复配物；所述润滑剂为硅酮粉；所述黑色母为碳黑色母；所述流动剂为超支化聚酯，型号为c100。
68.所述制备方法同实施例一。
69.实施例四：
70.一种无卤阻燃玻纤增强pa6材料，包括下列质量百分比的组分：
71.pa6树脂：50.7％；
72.玻璃纤维：26％；
73.无卤主阻燃剂：13％；
74.辅阻燃剂：3％；
75.灼热丝协效剂：4％；
76.抗氧剂：0.3％；
77.润滑剂：0.7％；
78.流动剂：0.5％；
79.黑色母：1.8％。
80.在本实施中，所述pa6树脂切片的相对粘度为2.75dl/g；所述无卤主阻燃剂为二乙基次磷酸铝，主要为adp；所述辅阻燃剂为mpp；所述灼热丝协效剂为聚苯基甲基硅氧烷；所述抗氧剂为1098和608按质量比1：1混合的复配物；所述润滑剂为硅酮粉；所述黑色母为碳黑色母；所述流动剂为超支化聚酯，型号为c100。
81.所述制备方法同实施例一。
82.对比例一
83.对比文件一与实施例二一样，区别在于将灼热丝协效剂去掉，对应的组分含量添加到无卤主阻燃剂上面，包括下列质量百分比的组分：
84.pa6树脂：50.8％；
85.玻璃纤维：27％
86.无卤主阻燃剂：16％；
87.辅阻燃剂：3％；
88.抗氧剂：0.3％；
89.润滑剂：0.7％；
90.流动剂：0.4％；
91.黑色母：1.8％。
92.在本实施中，所述pa6切片的相对粘度为2.75dl/g；所述无卤主阻燃剂为二乙基次
磷酸铝，主要为adp；所述辅阻燃为mpp；所述抗氧剂为1098和608按质量比1：1混合的复配物；所述润滑剂为硅酮粉；所述黑色母为碳黑色母；所述流动剂为超支化聚酯型号为c100。
93.所述制备方法同实施例一。
[0094][0095][0096]
通过实施例一和实施例二对比发现，灼热丝协效剂能够提升材料的灼热丝(gwit)800度不起火，并进一步稳定材料的阻燃性。实施例四用灼热丝协效剂也能满足灼热丝(gwit)800度不起火，但价格偏贵。对比例1是市场上常用的无卤阻燃玻纤增强pa6材料的阻燃配方，虽然阻燃性能达到1.6mmv0阻燃级别，但灼热丝(gwit)只能过750度，不能满足市场的要求。
[0097]
要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物料或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物料或者设备所固有的要素。
[0098]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种无卤阻燃玻纤增强pa6材料，其特征在于，包括下列质量百分比的组分：pa6树脂49.8％-55％，玻璃纤维：25％-30％，无卤主阻燃剂：10％-14％，辅阻燃剂：2.5％-4.5％，灼热丝协效剂：3％-6％，抗氧剂0.2％-0.5％，润滑剂0.5％-0.8％，流动剂0.3％-0.6％、黑色母1.5％-2.5％。2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃玻纤增强pa6材料，其特征在于，所述pa6树脂的相对粘度为2.2-2.8；所述无卤主阻燃剂选用二乙基次磷酸铝和二乙基次磷酸镁中的一种；所述辅阻燃剂选用无卤体系阻燃剂，所述辅阻燃剂选用mpp或硼酸锌中的一种；所述灼热丝协效剂选用多聚芳基磷酸酯、亚磷酸酯、有机硅阻燃剂中的一种；所述抗氧剂选用受阻酚类主抗氧剂和亚磷酸酯辅助抗氧剂按以1：1的比例进行复配；所述润滑剂选用硬脂酸钙、聚乙烯蜡、硬脂酸酰胺、硅酮类中的一种；所述流动剂选用超支化类聚酯流动剂。3.根据权利要求2所述的一种无卤阻燃玻纤增强pa6材料，其特征在于，所述pa6树脂选用相对粘度为2.75的中粘pa6切片。4.根据权利要求2所述的一种无卤阻燃玻纤增强pa6材料，其特征在于，所述无卤主阻燃剂选用二乙基次磷酸铝。5.根据权利要求2所述的一种无卤阻燃玻纤增强pa6材料，其特征在于，所述辅阻燃剂选用mpp。6.根据权利要求2所述的一种无卤阻燃玻纤增强pa6材料，其特征在于，所述灼热丝协效剂选用多聚芳基磷酸酯。7.根据权利要求2所述的一种无卤阻燃玻纤增强pa6材料，其特征在于，所述受阻酚类主抗氧剂选用抗氧剂1098，所述亚磷酸酯辅助抗氧剂选用608。8.根据权利要求2所述的一种无卤阻燃玻纤增强pa6材料，其特征在于，所述润滑剂选用硅酮类。9.根据权利要求1～8任一项所述的一种无卤阻燃玻纤增强pa6材料的制备方法，其特征在于，具体包括下述步骤：(1)首先称取对应重量份数的pa6树脂、抗氧剂、流动剂，润滑剂和黑色母，将称好的各组分投入高混机中，添加工业白油，充分混合得到预混料a；(2)将对应重量份数的无卤主阻燃剂、辅阻燃剂和灼热丝协效剂投入到预混料a中，再次混合均匀，得到最终混合料b；(3)将玻璃纤维从挤出机侧喂料加入，混合料b从挤出机主喂料处加入，通过挤出机挤出造粒，即可获得无卤阻燃玻纤增强pa6材料成品。10.根据权利要求9所述的一种无卤阻燃玻纤增强pa6材料，其特征在于，所述挤出机为双螺杆挤出机，所述挤出机一到八区的温度分别设定为210℃、230℃、230℃、240℃、240℃、240℃、220℃、220℃和235℃。

技术总结
本发明公开了一种无卤阻燃玻纤增强PA6材料，包括下列质量百分比的组分：PA6树脂49.8％-55％，玻璃纤维：25％-30％，无卤主阻燃剂：10％-14％，辅阻燃剂：2.5％-4.5％，灼热丝协效剂：3％-6％，抗氧剂0.2％-0.5％，润滑剂0.5％-0.8％，流动剂0.3％-0.6％、黑色母1.5％-2.5％，并公开了一种无卤阻燃玻纤增强PA6材料的制备方法。本发明涉及无卤阻燃玻纤增强材料技术领域，具体提供了一种灼热丝GWIT 800不起火的无卤阻燃玻纤增强PA6材料及其制备方法。备方法。


技术研发人员：高腾 李新忠
受保护的技术使用者：江苏腾越新材料科技有限公司
技术研发日：2023.04.24
技术公布日：2023/8/4