一種高氣密性耐寒阻燃尼龍復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，具體而言，涉及一種高氣密性耐寒阻燃尼龍復(fù)合材 料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 尼龍因其機(jī)械強(qiáng)度高，耐磨性好，自潤(rùn)滑性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于汽車(chē)部件、電 子電器、石油化工等行業(yè)。作為一種廣泛應(yīng)用的材料，尼龍大多面臨比較苛刻的使用環(huán)境， 如高濕度、高溫度、高電壓等，或者設(shè)置在一些特殊場(chǎng)合，如需要尼龍材料制作閥門(mén)，需要尼 龍良好的機(jī)械性能、抗高低溫老化性能及老化前后氣密性，而其中尤以材料氣體密封性的 要求最為難以實(shí)現(xiàn)。特別在閥門(mén)等特種設(shè)備的密封件上，氣密性不佳很容易引起安全事故， 同時(shí)這些設(shè)備對(duì)于尼龍的抗低溫和阻燃方面也有著較高的要求，然而現(xiàn)有的尼龍材料很難 滿(mǎn)足這些特殊場(chǎng)合的使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種高氣密性耐寒阻燃尼龍復(fù)合材料及其制備方法，以 改善現(xiàn)有的尼龍氣密性耐寒阻燃性較差的問(wèn)題。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案： 一種高氣密性耐寒阻燃尼龍復(fù)合材料，按重量份數(shù)計(jì)，其組分組成如下：共聚尼龍 30-45份、所述共聚尼龍中含有15%-80% (重量）的己內(nèi)酰胺、納米蒙脫土 1-10份、鹵系阻 燃劑3-7份、聚乙烯醇5-10份、高錳酸鉀2-5份、阻酚類(lèi)抗氧劑0-2份、亞磷酸酯類(lèi)抗氧劑 0- 2份、含硫抗氧劑0-1份、改性乙撐雙脂肪酸酰胺0. 3-1份、活性炭1-3份、無(wú)堿玻璃纖維 0. 5-1. 5份、碳纖維5-10份、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮1-3. 5份、聚甲烯酸甲脂5-10 份、沸石粉1_5份、二氧化娃3_7份、流動(dòng)助劑1_2份、硬化劑1_2份、EMA0. 5-1. 5份、熱穩(wěn) 定劑2-5份和苯二甲酸-5-磺酸鈉（5-SSIPA) 1-5份。
[0005] 優(yōu)選的，上述的高氣密性耐寒阻燃尼龍復(fù)合材料中，所述鹵系阻燃劑為氯系阻燃 劑。氯系阻燃劑的價(jià)格便宜，應(yīng)用于高氣密性耐寒阻燃尼龍復(fù)合材料非常適合。
[0006] 優(yōu)選的，上述的高氣密性耐寒阻燃尼龍復(fù)合材料中，所述的納米蒙脫土的粒徑為 800 ~2500 目。
[0007] 本發(fā)明還提供了一種上述高氣密性耐寒阻燃尼龍復(fù)合材料的制備方法，包括下述 步驟： a.按照以下重量份的組分備料：共聚尼龍30-45份、所述共聚尼龍中含有15%-80% (重 量）的己內(nèi)酰胺、納米蒙脫土 1-10份、鹵系阻燃劑3-7份、聚乙烯醇5-10份、高錳酸鉀2-5 份、阻酚類(lèi)抗氧劑0-2份、亞磷酸酯類(lèi)抗氧劑0-2份、含硫抗氧劑0-1份、改性乙撐雙脂肪酸 酰胺〇. 3-1份、活性炭1-3份、無(wú)堿玻璃纖維0. 5-1. 5份、碳纖維5-10份、2-羥基-4-正辛 氧基二苯甲酮1-3. 5份、聚甲烯酸甲脂5-10份、沸石粉1-5份、二氧化硅3-7份、流動(dòng)助劑 1- 2份、硬化劑1-2份、EMA0. 5-1. 5份、熱穩(wěn)定劑2-5份和苯二甲酸-5-磺酸鈉（5-SSIPA) 1-5 份； b. 將共聚尼龍干燥l-2h，干燥溫度為80-KKTC; c. 將烘烤后的尼龍配制成質(zhì)量濃度為30%的水溶液，將上述水溶液倒入高混機(jī)中，在 50_55°C的條件下，緩慢加入納米蒙脫土 1-10份、鹵系阻燃劑3-7份、聚乙烯醇5-10份、高 錳酸鉀2-5份、阻酚類(lèi)抗氧劑0-2、亞磷酸酯類(lèi)抗氧劑0-2、含硫抗氧劑0-1、改性乙撐雙脂肪 酸酰胺〇. 3-1、活性炭1-3份、碳纖維5-10份、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮1-3. 5份、聚 甲烯酸甲脂5-10份、沸石粉1-5份、二氧化硅3-7份混合攪拌lh; d. 待溫度降為35°C，往反應(yīng)釜中繼續(xù)加入流動(dòng)助劑1-2份、硬化劑1-2份、EMA0. 5-1. 5 份、熱穩(wěn)定劑2-5份和苯二甲酸-5-磺酸鈉（5-SSIPA) 1-5份，混合攪拌0. 5h，加熱溫度為 50-65。。； e. 待反應(yīng)結(jié)束后，用活性炭?jī)艋?、過(guò)濾； f. 將步驟e得到的混合物倒入聚合釜中反應(yīng)，反應(yīng)溫度為200°C，并通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，壓 力為IMPa，反應(yīng)時(shí)間為3h; g. 將步驟f制得的預(yù)混料從雙螺旋桿擠出機(jī)的主喂料口加入，將無(wú)堿玻璃纖維 0. 5-1. 5份從玻璃纖維口加入，控制雙螺旋桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為1000~1300r/min，溫度為 250~295 °C，進(jìn)行擠出造粒。
[0008] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明包括以下有益效果：本發(fā)明在原料組分中添加了玻纖界 面改性劑5-SSIPA，5-SSIPA所包含的羧酸基團(tuán)和鈉代磺基能與尼龍的酰胺基及玻纖表面 的硅羥基形成很強(qiáng)的氫鍵作用，改善玻纖與尼龍基體的相容性，減少兩相之間的空隙，提高 氣體密封性，同時(shí)材料中還有鹵系阻燃劑，鹵系阻燃劑能夠在氣相延緩或阻止聚合物的燃 燒。鹵系阻燃劑在受熱時(shí)分解放出鹵自由基，該自由基從聚合物基材中抽提氫原子，生成鹵 化氫分子而加入氣相。在氣相中，鹵化氫干擾氫氧自由基鏈反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)阻燃防火作用，另一 方面，聚合物熱降解產(chǎn)物發(fā)生變化，易形成不飽和碳?xì)浠衔?，甚至炭化殘?jiān)瑥亩喔纳?凝聚相的阻燃作用。同時(shí)，聚乙烯醇有利于高溫脫水和成炭，在高錳酸鉀的作用下，聚乙烯 醇與尼龍、鹵系阻燃劑等原料組分達(dá)到良好的相容效果，共同復(fù)合形成具有優(yōu)異氣密性耐 寒阻燃性能的高氣密性耐寒阻燃尼龍復(fù)合材料，綜合性能好，實(shí)用性高。
【具體實(shí)施方式】
[0009] 下面通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0010] 實(shí)施例1 一種高氣密性耐寒阻燃尼龍復(fù)合材料，按重量份數(shù)計(jì)，其組分組成如下：共聚尼龍30 份、所述共聚尼龍中含有15% (重量）的己內(nèi)酰胺、納米蒙脫土 1份、鹵系阻燃劑3份、聚乙 烯醇5份、高錳酸鉀2份、阻酚類(lèi)抗氧劑0份、亞磷酸酯類(lèi)抗氧劑0份、含硫抗氧劑1份、改 性乙撐雙脂肪酸酰胺0. 3份、活性炭1份、無(wú)堿玻璃纖維5份、碳纖維5份、2-羥基-4-正辛 氧基二苯甲酮1份、聚甲烯酸甲脂5份、沸石粉1份、二氧化硅3份、流動(dòng)助劑1份、硬化劑 1份、EMA0. 5份、熱穩(wěn)定劑2份和苯二甲酸-5-磺酸鈉（5-SSIPA) 1份。
[0011] 硬化劑是能使高聚物分子間產(chǎn)生交聯(lián)的物質(zhì)。
[0012] 增塑劑可以使產(chǎn)品柔韌性增強(qiáng)，容易加工。
[0013] 鹵系阻燃劑穩(wěn)定性好、添加量少、與合成樹(shù)脂材料的相容性好，而且能保持阻燃劑 制品原有的理化性能。在本實(shí)施例中，鹵系阻燃劑為氯系阻燃劑。氯系阻燃劑主要為六氯 環(huán)戊二烯與環(huán)辛二烯發(fā)生狄爾斯-阿德?tīng)柗磻?yīng)生成的二元加成產(chǎn)物，氯系阻燃劑的價(jià)格便 宜，應(yīng)用于高氣密性耐寒阻燃尼龍復(fù)合材料非常適合。當(dāng)然，此種選擇并不作為限制，也可 以選用其他鹵系阻燃劑，如溴系阻燃劑。
[0014] 本實(shí)施例在原料組分中添加了玻纖界面改性劑5-SSIPA，5-SSIPA所包含的羧酸 基團(tuán)和鈉代磺基能與尼龍的酰胺基及玻纖表面的硅羥基形成很強(qiáng)的氫鍵作用，改善玻纖與 尼龍基體的相容性，減少兩相之間的空隙，提高氣體密封性，同時(shí)材料中還有鹵系阻燃劑， 鹵系阻燃劑能夠在氣相延緩或阻止聚合物的燃燒。鹵系阻燃劑在受熱時(shí)分解放出鹵自由 基，該自由基從聚合物基材中抽提氫原子，生成鹵化氫分子而加入氣相。在氣相中，鹵化氫 干擾氫氧自由基鏈反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)阻燃防火作用，另一方面，聚合物熱降解產(chǎn)物發(fā)生變化，易形 成不飽和碳?xì)浠衔铮踔撂炕瘹堅(jiān)?，從而亦改善凝聚相的阻燃作用。同時(shí)，聚乙烯醇有利 于高溫脫水和成炭，在高錳酸鉀的作用下，聚乙烯醇與尼龍、鹵系阻燃劑等原料組分達(dá)到良 好的相容效果，共同復(fù)合形成具有優(yōu)異氣密性耐寒阻燃性能的高氣密性耐寒阻燃尼龍復(fù)合 材料，綜合性能好，實(shí)用性高。
[0015] 本實(shí)施例提供的高氣密性耐寒阻燃尼龍復(fù)合材料的制備方法，包括下述步驟： a. 按照以下重量份的組分備料：共聚尼龍30份、所述共聚尼龍中含有15% (重量)的己 內(nèi)酰胺、納米蒙脫土 1份、鹵系阻燃劑3份、聚乙烯醇5份、高錳酸鉀2份、阻酚類(lèi)抗氧劑0 份、亞磷酸酯類(lèi)抗氧劑0份、含硫抗氧劑0份、改性乙撐雙脂肪酸酰胺0. 3份、活性炭1份、 無(wú)堿玻璃纖維5份、碳纖維5份、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮1份、聚甲烯酸甲脂5份、 沸石粉1份、二氧化硅3份、流動(dòng)助劑1份、硬化劑1份、EMA0. 5份、熱穩(wěn)定劑2份和苯二甲 酸-5-磺酸鈉（5-SSIPA) 1份； b. 將共聚尼龍干燥lh，干燥溫度為80-100°C; c. 將烘烤后的尼龍配制成質(zhì)量濃度為30%的水溶液，將上述水溶液倒入高混機(jī)中，在 50°C的條件下，緩慢加入納米蒙脫土 1份、鹵系阻燃劑3份、聚乙烯醇5份、高錳酸鉀2份、 阻酚類(lèi)抗氧劑0份、亞磷酸酯類(lèi)抗氧劑0份、含硫抗氧劑1份、改性乙撐雙脂肪酸酰胺0. 3 份、活性炭1份、碳纖維5份、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮1份、聚甲烯酸甲脂5份、沸石 粉1份、二氧化硅3份混合攪拌lh; d. 待溫度降為35°C，往反應(yīng)釜中繼續(xù)加入流動(dòng)助劑1份、硬化劑1份、EMA0. 5份、熱穩(wěn) 定劑2份和苯二甲酸-5-磺酸鈉（5-SSIPA) 1份，混合攪拌0. 5h，加熱溫度為50°C; e. 待反應(yīng)結(jié)束后，用活性炭?jī)艋?、過(guò)濾； f. 將步驟e得到的混合物倒入聚合釜中反應(yīng)，反應(yīng)溫度為200°C，并通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，壓 力為IMPa，反應(yīng)時(shí)間為3h; g. 將步驟f制得的預(yù)混料從雙螺旋桿擠出機(jī)的主喂料口加入，將無(wú)堿玻璃纖維5份從 玻璃纖維口加入，控制雙螺旋桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為1000r/min，溫度為250°C，進(jìn)行擠出造粒。
[0016] 利用本實(shí)施例提供的方法制得的高氣密性耐寒阻燃尼龍復(fù)合材料具有優(yōu)異的氣 密性耐寒阻燃性能。
[0017] 實(shí)施例2 一種高氣密性耐寒阻燃尼龍復(fù)合材料，按重量份數(shù)計(jì)，其組分組成如下：共聚尼龍45 份、所述共聚尼龍中含有80% (重量）的己內(nèi)酰胺、納米蒙脫土 10份、鹵系阻燃劑7份、聚乙 烯醇10份、高錳酸鉀5份、阻酚類(lèi)抗氧劑2份、亞磷酸酯類(lèi)抗氧劑2份、含硫抗氧劑1份、改 性乙撐雙脂肪酸酰胺1份、活性炭3份、無(wú)堿玻璃纖維1. 5份、碳纖維10份、2-羥基-4-正 辛氧基二苯甲酮3. 5份、聚甲烯酸甲脂10份、沸石粉5份、二氧化硅7份、流動(dòng)助劑2份、硬 化