本發(fā)明涉及一種具有高灼熱絲起燃溫度、低酸析出的紅磷阻燃尼龍復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、隨著新能源汽車技術(shù)不斷革新，配電系統(tǒng)、三電控制系統(tǒng)及電池系統(tǒng)需要承受更高的電壓和電流，其工作過程會(huì)產(chǎn)生較高溫度或高能量的放電現(xiàn)象，特別是形成的拉弧現(xiàn)象容易引起火災(zāi)等安全問題。因此，這就要求各配件所使用的材料必須具有更好的阻燃和電氣性能。
2、紅磷阻燃尼龍因其綜合性能優(yōu)異、高性價(jià)比，在新能源汽車充電槍頭、電池組件等部件上廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的紅磷阻燃尼龍材料灼熱絲不起燃溫度基本在750℃左右，灼熱絲溫度稍高（＞750℃）就會(huì)出現(xiàn)明火，易引起零部件燒毀出現(xiàn)故障，甚至火災(zāi)等現(xiàn)象。另外，新能源汽車電器配件大多與金屬件有接觸，紅磷阻燃尼龍材料由于紅磷阻燃劑本身結(jié)構(gòu)原因，其在高濕熱環(huán)境容易出現(xiàn)酸析出現(xiàn)象，該酸析出對(duì)金屬件有腐蝕作用易引起金屬表面電阻增大，導(dǎo)致配件溫升而無法正常工作。因此，如何提高紅磷阻燃尼龍材料灼熱絲阻燃和酸析出管控是未來材料重點(diǎn)研究方向。
3、目前，國內(nèi)對(duì)于紅磷阻燃尼龍高灼熱絲性能方面有一定研究，但對(duì)于同時(shí)實(shí)現(xiàn)高灼熱絲和低酸析出性能的研究報(bào)道較少。cn103304992a專利公開發(fā)明了一種高灼熱絲起燃溫度阻燃尼龍組合物，該組合物主要通過添加多元復(fù)合阻燃劑、抗滴落劑、成炭促進(jìn)劑、灼熱絲起燃溫度增強(qiáng)劑來實(shí)現(xiàn)高灼熱絲阻燃，其阻燃劑種類復(fù)配復(fù)雜，且文中未提到組合物添加對(duì)材料酸析出、絕緣性能影響。cn115304913a專利公開發(fā)明了一種具備高灼熱絲起燃溫度的增強(qiáng)阻燃次磷酸鹽/尼龍復(fù)合材料及其制備方法，該方法采用自制的改性次磷酸鹽（六氯環(huán)二磷腈、硅醇化合物和次磷酸鹽）母粒作為阻燃劑，通過添加阻燃劑協(xié)效劑實(shí)現(xiàn)材料高灼熱絲起燃；文中主要提及改性磷酸鹽的作用，與紅磷阻燃劑沒有關(guān)聯(lián)性，且文中未提及材料電性能能情況。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是開發(fā)一種具有高灼熱絲起燃溫度、低酸析出的紅磷阻燃尼龍復(fù)合材料。本發(fā)明以尼龍作為基礎(chǔ)樹脂，采用有機(jī)聚硅氧烷/成炭劑復(fù)配阻燃協(xié)效劑與紅磷阻燃母粒協(xié)效阻燃，并引入填充填料、磷化氫抑制劑及加工助劑，通過雙側(cè)喂擠出加工方法，制備了具有高灼熱絲起燃溫度、低酸析出的紅磷阻燃尼龍復(fù)合材料。該材料可實(shí)現(xiàn)材料高灼熱絲不起燃（800℃），同時(shí)賦予材料低酸析出、高絕緣性能。
2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
3、一種具有高灼熱絲起燃溫度、低酸析出的紅磷阻燃尼龍復(fù)合材料及其制備方法，其特征在于該復(fù)合材料包含以下質(zhì)量份數(shù)計(jì)的原料：
4、尼龍樹脂??????????????????????????30~70份
5、玻璃纖維??????????????????????????5-40份
6、紅磷阻燃母粒??????????????????????5~15份
7、阻燃協(xié)效劑????????????????????????1~10份
8、填充填料??????????????????????????1~20份
9、磷化氫抑制劑??????????????????????0.1-5份。
10、一種具有高灼熱絲起燃溫度、低酸析出的紅磷阻燃尼龍復(fù)合材料及其制備方法，其特征在于該復(fù)合材料包含以下質(zhì)量份數(shù)計(jì)的原料：
11、尼龍樹脂??????????????????????????37~50份
12、玻璃纖維??????????????????????????30-40份
13、紅磷阻燃母粒??????????????????????5~13份
14、阻燃協(xié)效劑????????????????????????5~9份
15、填充填料??????????????????????????3~7份
16、磷化氫抑制劑??????????????????????0.1-1份
17、偶聯(lián)劑????????????????????????????0.1-0.3份
18、潤滑劑????????????????????????????0.3~0.8份
19、抗氧劑????????????????????????????0.2~0.4份
20、黑色母粒??????????????????????????2~3份。
21、所述的尼龍樹脂是pa6、pa66、共聚尼龍、pa56、pa612、pa1012中的一種或一種以上混合物。
22、所述的紅磷阻燃母粒是以pa6為載體的紅磷母粒，進(jìn)一步優(yōu)選的是密胺包覆的紅磷阻燃母粒，市售。
23、所述的阻燃協(xié)效劑是pos結(jié)構(gòu)的半倍聚硅氧烷與三嗪類超支化成炭劑復(fù)配，進(jìn)一步優(yōu)選的是復(fù)配比例為20:1。
24、所述填充填料是硅灰石、滑石粉、蒙脫土、高嶺土中的一種或一種以上混合物，進(jìn)一步優(yōu)選的是蒙脫土。
25、所述磷化氫抑制劑是氧化銅、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅中的兩種以上混合物和或cu-zn-al復(fù)合鹽，進(jìn)一步優(yōu)選的是型號(hào)為cz-d08a20的cu-zn-al復(fù)合鹽。
26、所述的偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑；進(jìn)一步優(yōu)選的是kh550。
27、所述的潤滑劑是乙撐雙硬脂酰胺改制劑、硬脂酸鈣、乙烯丙烯酸共聚物中的一種或一種以上混合物。
28、所述的抗氧劑是受阻胺類、亞磷酸酯類及硫代酯類中的一種或一種以上混合物。
29、所述的黑色母粒是以pa6為載體，碳黑和或有機(jī)黑混合制備而成，市售。
30、所述的一種具有高灼熱絲起燃溫度、低酸析出的紅磷阻燃尼龍復(fù)合材料及其制備方法，其特征在于該方法的制備步驟如下：
31、第一步：先將尼龍樹脂與硅烷偶聯(lián)劑在轉(zhuǎn)速35rpm下攪拌均勻，再加入阻燃協(xié)效劑、填充填料、磷化氫抑制劑、潤滑劑、抗氧劑及黑色母粒在轉(zhuǎn)速25rpm下攪拌均勻得到混合物料；
32、第二步：采用雙側(cè)喂、失重稱下料方式的雙螺桿擠出機(jī)，側(cè)喂料口為2個(gè)：主要用于無堿短玻璃纖維和紅磷阻燃劑使用，分別位于第5區(qū)和第7區(qū)；設(shè)置螺桿轉(zhuǎn)速為340rpm，工藝溫度按聚酰胺樹脂加工溫度進(jìn)行設(shè)置，通過擠出造粒即可得到具有高灼熱絲起燃溫度、低酸析出的紅磷阻燃尼龍復(fù)合材料。
33、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)具有如下：
34、本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)：采用有機(jī)聚硅氧烷/成炭劑復(fù)配阻燃協(xié)效劑與紅磷阻燃母粒協(xié)效阻燃，不僅降低紅磷阻燃劑用量，同時(shí)可降低酸析出風(fēng)險(xiǎn)；通過引入填充填料、磷化氫抑制劑，并結(jié)合雙側(cè)喂擠出加工工藝方法，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)協(xié)同作用，提高材料灼熱絲起燃溫度和耐酸析出性能。
1.一種具有高灼熱絲起燃溫度、低酸析出的紅磷阻燃尼龍復(fù)合材料及其制備方法，其特征在于該復(fù)合材料包含以下質(zhì)量份數(shù)計(jì)的原料：
2.一種具有高灼熱絲起燃溫度、低酸析出的紅磷阻燃尼龍復(fù)合材料，其特征在于該復(fù)合材料包含以下質(zhì)量份數(shù)計(jì)的原料：
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種具有高灼熱絲起燃溫度、低酸析出的紅磷阻燃尼龍復(fù)合材料，其特征在于所述尼龍樹脂是pa6、pa66、共聚尼龍、pa56、pa612、pa1012中的一種或一種以上混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種具有高灼熱絲起燃溫度、低酸析出的紅磷阻燃尼龍復(fù)合材料，其特征在于所述紅磷阻燃母粒是以pa6為載體的紅磷阻燃母粒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種具有高灼熱絲起燃溫度、低酸析出的紅磷阻燃尼龍復(fù)合材料，其特征在于所述阻燃協(xié)效劑是聚硅氧烷與三嗪類超支化成炭劑的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種具有高灼熱絲起燃溫度、低酸析出的紅磷阻燃尼龍復(fù)合材料，其特征在于所述填充填料是硅灰石、滑石粉、蒙脫土、高嶺土中的一種或一種以上混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種具有高灼熱絲起燃溫度、低酸析出的紅磷阻燃尼龍復(fù)合材料，其特征在于所述磷化氫抑制劑是氧化銅、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅中的兩種以上混合物和或cu-zn-al復(fù)合鹽。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有高灼熱絲起燃溫度、低酸析出的紅磷阻燃尼龍復(fù)合材料，其特征在于所述偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑；所述潤滑劑是乙撐雙硬脂酰胺改制劑、硬脂酸鈣、乙烯丙烯酸共聚物中的一種或一種以上混合物；所述抗氧劑是受阻胺類、亞磷酸酯類及硫代酯類中的一種或一種以上混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有高灼熱絲起燃溫度、低酸析出的紅磷阻燃尼龍復(fù)合材料，其特征在于所述黑色母粒是以pa6為載體，碳黑和或有機(jī)黑混合制備而成。
10.如權(quán)利要求1或2所述的一種具有高灼熱絲起燃溫度、低酸析出的紅磷阻燃尼龍復(fù)合材料及其制備方法，其特征在于該方法的制備步驟如下：