一種阻燃尼龍樹(shù)脂的制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種阻燃尼龍樹(shù)脂的化工制備工藝，尤其涉及一種復(fù)配了N0R116的 低鹵高效阻燃尼龍6樹(shù)脂及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚酰胺是四大工程塑料之一，無(wú)論從使用領(lǐng)域、用量以及交易額來(lái)看都是如今生 活及經(jīng)濟(jì)不可小覷的一員。尼龍6即聚酰胺6作為聚酰胺中最常見(jiàn)的一種，其阻燃需求尤 為明顯。
[0003] 傳統(tǒng)的鹵系阻燃劑由于其阻燃效率高而被大量用于阻燃材料的生產(chǎn)，但由于鹵系 阻燃產(chǎn)品在燃燒時(shí)產(chǎn)生大量的煙霧和有毒的腐蝕性氣體，妨礙救護(hù)及人員疏散，導(dǎo)致二次 災(zāi)害發(fā)生。因此，鹵系阻燃產(chǎn)品的應(yīng)用受到了限制。目前，市面上的阻燃產(chǎn)品與鹵系阻燃劑 相比，阻燃效果相差很大，通常鹵系阻燃劑需要不到5%就有優(yōu)異的阻燃效果，而很多有機(jī) 阻燃劑甚至需要添加量達(dá)到30%以上才能有阻燃作用，并且價(jià)格上遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鹵系阻燃劑。 除了價(jià)格因素，高添加量帶來(lái)的負(fù)面影響也極其明顯，材料的加工性能、流動(dòng)性以及力學(xué)性 能因?yàn)樽枞紕┑拇罅刻砑佣蠓档?，阻燃劑在材料中的相容性差，極易析出，從而進(jìn)一步 影響阻燃效果和力學(xué)效果，這同時(shí)也是無(wú)機(jī)阻燃劑最大的問(wèn)題。另一方面，在自動(dòng)化普及的 今天，現(xiàn)代工業(yè)的無(wú)鹵阻燃要求相對(duì)較低，市場(chǎng)還需要大量鹵系阻燃劑以滿足工業(yè)等的需 求，許多企業(yè)依舊完全依賴于鹵素阻燃體系，對(duì)于環(huán)保是明顯不利的。因此，在大力加強(qiáng)無(wú) 鹵阻燃體系發(fā)展的同時(shí)，還應(yīng)適當(dāng)?shù)陌l(fā)展鹵系阻燃劑與其他阻燃體系復(fù)配的新型高效低鹵 低毒低煙的阻燃組合物，滿足工業(yè)等相對(duì)低要求的其他場(chǎng)合的阻燃需求，降低現(xiàn)代工業(yè)對(duì) 鹵系阻燃劑的依賴性。
[0004] 溴系阻燃劑由于阻燃效率高而價(jià)格低廉在鹵素阻燃領(lǐng)域備受重視。相對(duì)于傳統(tǒng) 鹵系阻燃劑，十溴二苯乙烷最大的特點(diǎn)是無(wú)毒氣釋放、環(huán)保、光穩(wěn)定性好。十溴二苯乙烷是 使用范圍廣泛的廣譜添加型阻燃劑，熱穩(wěn)定性好，抗紫外線性能佳，較其他溴系阻燃劑的滲 出性低；特別適用于生產(chǎn)電腦、傳真機(jī)、電話機(jī)、復(fù)印機(jī)、家電等的高檔材料的阻燃。十溴二 苯乙烷熱裂解或燃燒時(shí)不產(chǎn)生有毒的多溴代二苯并二惡烷（PBD0 )及多溴代二苯并呋喃 (PBDF)，用它阻燃的材料完全符合歐洲關(guān)于二惡英條例的要求，對(duì)環(huán)境不造成危害。十溴 二苯乙烷無(wú)任何毒性，也不會(huì)對(duì)生物產(chǎn)生任何致畸性，對(duì)水生物如魚(yú)等無(wú)副作用，可以說(shuō)符 合環(huán)保的要求。十溴二苯乙烷在使用的體系中相當(dāng)穩(wěn)定，用它阻燃的熱塑性塑料可以循環(huán) 使用。十溴二苯乙烷對(duì)阻燃材料性能的不利影響較傳統(tǒng)阻燃劑十溴二苯醚小，且耐光性能 好，滲出性低。十溴二苯乙烷有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性，分解溫度超過(guò)300°C，完全可以滿足HIPS、 ABS、PBT和聚烯烴以及尼龍的加工要求。
[0005] 現(xiàn)有阻燃尼龍6的十溴二苯乙烷體系中，添加三氧化二銻達(dá)到一定的含量才 能達(dá)到UL94V-0級(jí)的阻燃效果，如專利公開(kāi)號(hào)104098892A、公開(kāi)號(hào)101250323、公開(kāi)號(hào) 102796367A中所提到，十溴二苯乙烷相對(duì)于不計(jì)玻纖的純尼龍6需要添加量15%以上，三氧 化二銻添加3%-10%以上時(shí)，阻燃尼龍6才能達(dá)到UL94-V0級(jí)。
[0006] 本發(fā)明旨在提供一種不含三氧化二銻，十溴二苯乙烷含量低的高效阻燃尼龍6樹(shù) 月旨。高效阻燃尼龍的應(yīng)用，可以降低了汽車、電子電氣、交通運(yùn)輸和航天航空等領(lǐng)域因火災(zāi) 引起的損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 本發(fā)明的目的在于提供一種高效阻燃尼龍6樹(shù)脂，采用十溴二苯乙烷和次磷酸鈣為主 阻燃劑，通過(guò)與N0R116復(fù)配，制備得到高效阻燃尼龍6樹(shù)脂組合物。該組合物含溴、磷、氮， 配伍性好，熱穩(wěn)定性高，耐水解性好，十溴二苯乙烷添加量明顯降低，且不需要添加三氧化 二銻下，大幅降低了發(fā)煙量，但是達(dá)到良好的阻燃效果。此外，本發(fā)明的阻燃尼龍6樹(shù)脂還 具有良好的耐紫外線性，使得產(chǎn)品不易變色，三種原料本身都有極高的熱穩(wěn)定性，能滿足各 種材料的加工需求。
[0008] 巴斯夫公司生產(chǎn)的Flamestab?N0R116是單分子型氮烷氧基受阻胺穩(wěn)定劑，專用 于阻燃聚烯烴的雙功能（阻燃和抗紫外線）穩(wěn)定劑，用在特定的聚烯烴領(lǐng)域(纖維、薄膜及 注塑制品等)中可起到阻燃劑和阻燃協(xié)效劑的作用。其與鹵系阻燃劑的相互作用較弱，不與 殘留農(nóng)藥和含鹵阻燃劑中的酸性成份發(fā)生反應(yīng)。熱穩(wěn)定性好，熱失重溫度超過(guò)160°C，適于 熔體加工過(guò)程且不影響聚合物的機(jī)械性能，完全滿足尼龍的加工要求。
[0009] N0R116的廠家推薦PA6的添加量為12 %左右，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，在添加比例僅為 0. 25-1 %時(shí)，在一定配方比例下，和十溴二苯乙烷和次磷酸鈣聯(lián)合有良好的協(xié)同效果，可以 制備出高效阻燃尼龍6樹(shù)脂，并且其熱穩(wěn)定性高，耐水解性好，發(fā)煙量低，耐紫外線性，使得 產(chǎn)品不易變色。
[0010] 本發(fā)明提供一種低鹵高效阻燃尼龍6樹(shù)脂，其由下述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的組分組成： 尼龍6 82~92. 75 次磷酸鈣 5%~15%; 十溴二苯乙烷2%~12%; N0R116 0.25% ~1%; 硫酸鎂 0? 1%~0? 2%。
[0011] 其中，N0R116是巴斯夫公司生產(chǎn)的光穩(wěn)定劑Flamestab?N0R116,是一種單分子型 氮烷氧基受阻胺穩(wěn)定劑，一般用于塑料阻燃和抗紫外線穩(wěn)定劑。
[0012] 本發(fā)明所述的低鹵高效阻燃尼龍6樹(shù)脂的制備方法：先將占樹(shù)脂總質(zhì)量一定百分 比的次磷酸鈣、十溴二苯乙烷以及N0R116在混合機(jī)混合均勻，然后用粉碎機(jī)粉碎(也可以 將是固體的阻燃劑組分粉碎后混合均勻直接配置)，將該阻燃劑混合物與尼龍6樹(shù)脂熔融共 混，注帶，冷卻，切粒后即可得到阻燃尼龍6粒料。
[0013] 評(píng)定尼龍阻燃的常用指標(biāo)有極限氧指數(shù)（LOI)法、UL9 4燃燒法.本發(fā)明采 用UL9 4燃燒法進(jìn)行測(cè)定。根據(jù)美國(guó)UL9 4指標(biāo)，普通尼龍僅達(dá)到V- 2級(jí)，而阻燃尼 龍要求達(dá)到V- 0級(jí)。
[0014] 本發(fā)明的有益之處在于： (1)本發(fā)明突破了原有溴-銻體系阻燃劑的定勢(shì)，采用了不含三氧化二銻的體系，在相 同甚至阻燃劑含量更低的情況下，達(dá)到UL94V-0級(jí)阻燃等級(jí)。
[0015] (2)本發(fā)明的高效阻燃尼龍6樹(shù)脂含溴、磷、氮，配伍性好，熱穩(wěn)定性高，耐水解性 好等特點(diǎn)，由于十溴二苯乙烷耐紫外線且與抗紫外線穩(wěn)定劑N0R116不反應(yīng)，加入塑料中時(shí) 具有良好的耐紫外線性，使得產(chǎn)品不易變色，三種原料本身都有極高的熱穩(wěn)定性，能滿足各 種材料的加工需求，同時(shí)本配方雖然含鹵素但是其無(wú)毒氣釋放且低煙，次磷酸鈣提升阻燃 效果的同時(shí)，大幅降低了發(fā)煙量，溴、磷、氮在單獨(dú)發(fā)生阻燃作用的同時(shí)，也與碳源構(gòu)成了膨 脹性阻燃體系，大大提高了阻燃體系的成炭性和阻燃性，表現(xiàn)出同一分子內(nèi)的溴、磷、氮阻 燃增效作用。
[0016] (3)N0R116的廠家推薦PA6的添加量為12-12%，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，在添加比例僅為 0. 25-1%時(shí)，在一定配方比例下，和十溴二苯乙烷和次磷酸鈣聯(lián)合有良好的協(xié)同效果，可以 制備出高效阻燃尼龍6樹(shù)脂，大大降低了成本。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 實(shí)施例1 將占阻燃尼龍6總質(zhì)量百分比5%的次磷酸鈣、2%的十溴二苯乙烷和0. 25%，的N0R116， 0. 1%的硫酸鎂投入混合機(jī)中混合均勻，然后用粉碎機(jī)粉碎，即可得到阻燃劑組合物。
[0018] 將該阻燃劑組合物與占阻燃尼龍6總質(zhì)量百分比92. 75%的尼龍6樹(shù)脂熔融共混， 注帶，冷卻，切粒后即可得到阻燃等級(jí)達(dá)UL94V-0 (1.6mm)的阻燃尼龍6粒料。
[0019] 實(shí)施例2 將占阻燃尼龍6總質(zhì)量百分比5%的次磷酸鈣、2%的十溴二苯乙烷和1%的N0R116，0. 2% 的硫酸鎂投入混合機(jī)中混合均勻，然后用粉碎機(jī)粉碎，即可得到阻燃劑組合物。
[0020] 將該阻燃劑組合物與占阻燃尼龍6總質(zhì)量百分比92%的尼龍6樹(shù)脂熔融共混，注 帶，冷卻，切粒后即可得到阻燃等級(jí)達(dá)UL94V-0 (1.6mm)的阻燃尼龍6粒料。
[0021] 實(shí)施例3 將占阻燃尼龍6總質(zhì)量百分比5%的次磷酸鈣、12%的十溴二苯乙烷和0. 25%的N0R116， 0. 15%的硫酸鎂投入混合機(jī)中混合均勻，然后用粉碎機(jī)粉碎，即可得到阻燃劑組合物。
[0022] 將該阻燃劑組合物與占阻燃尼龍6總質(zhì)量百分比82. 75%的尼龍6樹(shù)脂熔融共混， 注帶，冷卻，切粒后即可得到阻燃等級(jí)達(dá)UL94V-0 (1.6mm)的阻燃尼龍6粒料。
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