專利名稱：一種無(wú)機(jī)改性三聚氰胺氰尿酸鹽阻燃尼龍6復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料的制備方法，特別是一種無(wú)機(jī)改性三聚氰胺氰尿酸鹽阻燃尼龍6復(fù)合材料的制備方法，屬于新材料合成領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
尼龍6由于具有優(yōu)異的綜合性能，在汽車(chē)、電子電器和機(jī)械等領(lǐng)域得到了大量應(yīng)用，成為應(yīng)用最廣泛的工程塑料。然而，尼龍6極限氧指數(shù)不高，容易引起火災(zāi)，限制了其在很多領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用；特別是近年來(lái)，部分溴系阻燃劑由于Dioxin問(wèn)題被歐盟RoSH指令禁用，這就對(duì)我國(guó)尼龍6產(chǎn)品的出口提出了更高的要求，因此制備綜合性能優(yōu)異的無(wú)鹵阻燃尼龍6復(fù)合材料具有重要的意義。近年來(lái)，很多研究工作者在阻燃尼龍6復(fù)合材料的制備方面做了大量的研究工作，主要方法有:填加有機(jī)或無(wú)機(jī)阻燃劑到尼龍6基體中制備添加型阻燃尼龍6復(fù)合材料，另外就是在尼龍6高分子鏈中引入阻燃組分制備本征型阻燃尼龍6復(fù)合材料。添加型阻燃尼龍的制備包括；新型·阻燃劑合成、傳統(tǒng)阻燃劑的改性、阻燃配方的設(shè)計(jì)與優(yōu)化、阻燃復(fù)合材料制備工藝的改進(jìn)等幾個(gè)方面；本征型阻燃尼龍6主要是在尼龍6高分子鏈中引入阻燃單體，使阻燃成分以化學(xué)鍵的形式存在于高分子中。上述方法大大提高了尼龍6的阻燃性能，擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍；但這些方法也存在不同程度的不足，主要有以下幾個(gè)方面:第一、有的阻燃劑在制備過(guò)程中存在能耗高和環(huán)境污染；第二、有的復(fù)合材料需要在添加大量阻燃劑的情況下才能達(dá)到UL 94 V-O級(jí)；第三、有的阻燃劑制備成本高、工藝控制復(fù)雜，很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；第四、由于阻燃劑的加入導(dǎo)致復(fù)合材料其它性能的下降；第五、有的阻燃劑導(dǎo)致復(fù)合材料顏色變差，影響其應(yīng)用；第六、有的阻燃體系中難實(shí)現(xiàn)阻燃劑在尼龍6基體中的均勻分散。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述技術(shù)方法存在的不足，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)過(guò)程環(huán)保、產(chǎn)品性能優(yōu)異的無(wú)機(jī)改性三聚氰胺氰尿酸鹽阻燃尼龍6復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明的制備方法為:以熔融己內(nèi)酰胺為反應(yīng)介質(zhì)，將三聚氰胺和氰尿酸在一定溫度和pH值下反應(yīng)，反應(yīng)一定時(shí)間后得三聚氰胺氰尿酸鹽，在反應(yīng)過(guò)程中加入水、無(wú)機(jī)改性組分(或生成無(wú)機(jī)組分的前驅(qū)物)和其他助劑，原位聚合，擠出造粒，經(jīng)后處理階段后制得無(wú)機(jī)改性三聚氰胺氰尿酸鹽阻燃尼龍6復(fù)合材料。所述的三聚氰胺氰尿酸鹽合成和改性溫度為70_130°C，pH值范圍為2.0-10.0。
所述的無(wú)機(jī)改性組分可以為氧化石墨烯、納米二氧化硅、蒙脫土、生成納米二氧化硅的
前驅(qū)物(如硅酸酯、原硅酸)等。
所述的其他助劑可以為成炭劑、增強(qiáng)材料(如炭纖維、短玻璃纖維和聚四氟乙烯纖維等)以及其他協(xié)效劑(如硅鎢酸、硼酸鋅等)。所述的原位聚合的條件包括聚合溫度、聚合壓力和聚合時(shí)間等。聚合溫度為180-280°C，聚合壓力為-1.0MPa-1.0MPa，聚合時(shí)間為3_16小時(shí)；聚合方式可以是連續(xù)聚合或間歇聚合；聚合過(guò)程的不同階段，可采取不同的聚合溫度、壓力和攪拌方式。所述制備的阻燃尼龍6復(fù)合材料經(jīng)后處理階段，包括用溶劑(如水)萃取、干燥和包裝等。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
實(shí)施例1
二氧化硅改性三聚氰胺氰尿酸鹽阻燃尼龍6復(fù)合材料的制備:在5升聚合釜中加入2千克己內(nèi)酰胺，升溫至70°C，加入65克三聚氰胺、65克氰尿酸和15毫升正硅酸乙酯，調(diào)節(jié)pH值為2.0，反應(yīng)2小時(shí)，用高純氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)的空氣，升溫至180°C，加壓至1.0MPa,聚合3小時(shí)，再減壓至-1.0MPa,聚合13小時(shí)，出料，制得二氧化硅改性三聚氰胺氰尿酸鹽阻燃尼龍6復(fù)合材料，用水萃取、干燥得成品。將實(shí)施利I所得產(chǎn)品進(jìn)行阻燃性能和力學(xué)性能測(cè)試，同時(shí)測(cè)試市售工業(yè)尼龍6樣品。數(shù)據(jù)見(jiàn)表一。表一
權(quán)利要求
1.一種無(wú)機(jī)改性三聚氰胺氰尿酸鹽阻燃尼龍6復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:以熔融己內(nèi)酰胺為反應(yīng)介質(zhì)，將三聚氰胺和氰尿酸在溫度為70-130°C，pH值為2.0-10.0的條件下進(jìn)行合成反應(yīng)，并在合成反應(yīng)過(guò)程中加入水、無(wú)機(jī)改性組分和/或生成無(wú)機(jī)組分的前驅(qū)物、以及助劑，制得三聚氰胺氰尿酸鹽，然后在聚合溫度為180-280°C，聚合壓力為-1.0MPa-1.0MPa的條件下進(jìn)行原位聚合3_16小時(shí)，經(jīng)后處理制得無(wú)機(jī)改性三聚氰胺氰尿酸鹽阻燃尼龍6復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述的無(wú)機(jī)改性組分為氧化石墨烯、納米二氧化硅、蒙脫土中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述的無(wú)機(jī)組分的前驅(qū)物為硅酸酯或原硅酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述的助劑為成炭劑、炭纖維、短玻璃纖維、聚四氟乙烯纖維、硅鎢酸、硼酸鋅中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述的后處理包括溶劑萃取和干燥。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述 的制備方法，其特征在于:所述的硅酸酯優(yōu)選正硅酸乙酯。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于:所述的萃取溶劑是水。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)機(jī)改性三聚氰胺氰尿酸鹽阻燃尼龍6復(fù)合材料的制備方法，以熔融己內(nèi)酰胺為反應(yīng)介質(zhì)，將三聚氰胺和氰尿酸在一定溫度和pH值下反應(yīng)，在反應(yīng)過(guò)程中加入水、無(wú)機(jī)改性組分和/或生成無(wú)機(jī)改性組分的前驅(qū)物、以及其他助劑，制得無(wú)機(jī)改性三聚氰胺氰尿酸鹽復(fù)合阻燃劑，再在一定溫度和壓力下原位聚合制備無(wú)機(jī)改性三聚氰胺氰尿酸鹽阻燃尼龍6復(fù)合材料。整個(gè)制備過(guò)程中熔融己內(nèi)酰胺既作為無(wú)機(jī)改性三聚氰胺氰尿酸鹽制備的溶劑，又作為尼龍6的聚合單體；三聚氰胺氰尿酸鹽的合成、改性和尼龍6的聚合一步完成。該方法所制備的阻燃尼龍6復(fù)合材料具有阻燃劑添加量少、復(fù)合材料綜合性能優(yōu)異等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08K5/3492GK103073715SQ20131001715
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者魏珊珊, 陳憲宏, 謝祥, 王樂(lè)宇 申請(qǐng)人:湖南工業(yè)大學(xué)