專(zhuān)利名稱(chēng)：一種低成本阻燃玻纖增強(qiáng)pa6工程塑料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料中工程塑料改性技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低成本阻燃玻纖增強(qiáng)PA6工程塑料及其制備方法。
背景技術(shù)：
PA6(聚酰胺6或尼龍6)是一種綜合性能優(yōu)良的工程塑料，具有較好的力學(xué)性能、 耐磨性、自潤(rùn)滑性、熔體流動(dòng)性、耐油性等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、電子、電器等領(lǐng)域。為了滿足PA6材料高強(qiáng)度、高剛性、高阻燃的要求，人們對(duì)PA6材料進(jìn)行了阻燃增強(qiáng)共混改性。但是，在提高PA6材料力學(xué)性能，阻燃性的同時(shí)，也提高了 PA6材料本身的成本。隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類(lèi)的環(huán)保意識(shí)逐步提高，在低成本的前提下，對(duì)汽車(chē)、電子、電器設(shè)備材料的環(huán)保友好性要求也日益嚴(yán)格。目前，國(guó)內(nèi)外的溴系阻燃玻纖增強(qiáng)PA6工程塑料，大多使用的阻燃體系是含溴的阻燃劑和含銻的阻燃協(xié)效劑。含銻的協(xié)效劑主要有三氧化二銻(Sb2O3)或銻酸鈉。但是，以 Sb2O3或銻酸鈉為協(xié)效劑的阻燃體系，一方面，阻燃材料的成本較高；另一方面，阻燃材料的發(fā)煙量較大，對(duì)人類(lèi)的生存環(huán)境造成了極其嚴(yán)重的影響。有鑒于此，提供一種低成本阻燃玻纖增強(qiáng)PA6工程塑料及其制備方法成為必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種低成本阻燃玻纖增強(qiáng)PA6工程塑料及其制備方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種低成本阻燃玻纖增強(qiáng)PA6工程塑料，其按質(zhì)量百分含量由以下組分組成PA6 40 65%;溴系阻燃劑12 20%;含銻阻燃協(xié)效劑 2 6% ；硅酸鹽2 6% ；增韌劑3 8% ；抗氧劑0. 2 0. 6% ；玻璃纖維10 40% ； 加工助劑0. 3 1%。進(jìn)一步地，所述PA6為中高等粘度的樹(shù)脂。進(jìn)一步地，所述溴系阻燃劑為十溴二苯乙烷或溴化聚苯乙烯。進(jìn)一步地，所述含銻阻燃協(xié)效劑為三氧化二銻或銻酸鈉或復(fù)配在一起的三氧化二銻和銻酸鈉；所述硅酸鹽可以為硅酸鋁或硅酸鎂或復(fù)配在一起的硅酸鋁和硅酸鎂。進(jìn)一步地，所述增韌劑為馬來(lái)酸酐接枝乙烯辛烯共聚物(POE-g-MAH)或馬來(lái)酸酐接枝三元乙丙橡膠(EPDM-g-MAH)或復(fù)配在一起的馬來(lái)酸酐接枝乙烯辛烯共聚物 (POE-g-MAH)和馬來(lái)酸酐接枝三元乙丙橡膠(EPDM-g-MAH)。進(jìn)一步地，所述抗氧劑由主抗氧劑四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸] 季戊四醇酯和輔助抗氧劑亞磷酸三O · 4-二叔丁基苯基)酯混合而成。進(jìn)一步地，所述玻璃纖維為無(wú)堿長(zhǎng)纖，其直徑為9 14μ m。進(jìn)一步地，所述加工助劑為硅酮粉或改性乙撐雙硬脂酸酰胺(TAF)或復(fù)配在一起的硅酮粉和改性乙撐雙硬脂酸酰胺(TAF)。本發(fā)明還提供了一種低成本阻燃玻纖增強(qiáng)PA6工程塑料的制備方法，其包括如下步驟a、按權(quán)利要求1所述的質(zhì)量百分含量稱(chēng)取各組分，并將稱(chēng)取的PA6在80 90°C溫度下干燥時(shí)間6小時(shí)以上，將其他組分在60 80°C溫度下干燥2小時(shí)以上；b、將干燥后的PA6、溴系阻燃劑、含銻阻燃協(xié)效劑、硅酸鹽、增韌劑、抗氧劑及加工助劑在高速混合機(jī)中混合均勻，攪拌10 15分鐘；C、將步驟b中混勻后的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，將玻璃纖維從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入，經(jīng)高溫?cái)D出機(jī)熔融共混擠出、冷卻、風(fēng)干、造粒；其中，該雙螺桿擠出機(jī)的各加溫區(qū)溫度分別設(shè)置為一區(qū)溫度200 220°C ；二區(qū)溫度210 230°C ；三區(qū)溫度220 240°C ；四區(qū)溫度230 250°C ；五區(qū)溫度240 2600C ；六區(qū)溫度240 255°C ；七區(qū)溫度230 245°C ；八區(qū)溫度220 240°C ；機(jī)頭溫度210 230°C ；螺桿轉(zhuǎn)速為200 400轉(zhuǎn)/分鐘。本發(fā)明提供的低成本阻燃玻纖增強(qiáng)PA6工程塑料，其阻燃體系是由環(huán)保溴系阻燃劑、含銻阻燃協(xié)效劑和硅酸鹽組成，其中硅酸鹽可以替代部分含銻阻燃協(xié)效劑，其與含銻阻燃協(xié)效劑一起組成混合協(xié)效劑。硅酸鹽的成本較低，同時(shí)還具有抑煙的作用，可以替代 30% 50%的含銻化合物作為阻燃協(xié)效劑。該發(fā)明的低成本阻燃玻纖增強(qiáng)PA6工程塑料， 完全可以替代全部含銻化合物協(xié)效阻燃增強(qiáng)PA6材料，具有低成本、高性能、高效阻燃性等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明提供的一種低成本阻燃玻纖增強(qiáng)PA6工程塑料的制備方法，工藝簡(jiǎn)單、成本低、效率高。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的一種低成本阻燃玻纖增強(qiáng)PA6工程塑料，其按質(zhì)量百分含量由以下組分組成PA6 40 65%;溴系阻燃劑12 20%;含銻阻燃協(xié)效劑2 6%;硅酸鹽2 6% ；增韌劑:3 8% ；抗氧劑0.2~0.6% ；玻璃纖維10 40% ；加工助劑0. 3 1%。本發(fā)明采用硅酸鹽部分替代含銻化合物協(xié)效阻燃玻纖增強(qiáng)PA6，一方面減少三氧化二銻的用量，降低成本。另一方面硅酸鹽的加入還有抑煙作用，同時(shí)對(duì)材料的性能影響很小。從而使得本發(fā)明的PA6材料有較好的性能和阻燃抑煙效果。其中，PA6為中高等粘度的樹(shù)脂。溴系阻燃劑為十溴二苯乙烷或溴化聚苯乙烯。即，溴系阻燃劑為十溴二苯乙烷或溴化聚苯乙烯中的一種。含銻阻燃協(xié)效劑為三氧化二銻或銻酸鈉或復(fù)配在一起的三氧化二銻和銻酸鈉； 即，含銻阻燃協(xié)效劑可以為三氧化二銻、銻酸鈉中的一種或兩種。硅酸鹽可以為硅酸鋁或硅酸鎂或復(fù)配在一起的硅酸鋁和硅酸鎂，即，部分替代含銻協(xié)效劑的硅酸鹽可以為硅酸鋁，硅酸鎂中的一種或兩種。本發(fā)明提供的一種低成本阻燃玻纖增強(qiáng)PA6工程塑料中的阻燃體系是由環(huán)保溴系阻燃劑、含銻和硅酸鹽的混合阻燃協(xié)效劑組成。硅酸鹽的成本較低，同時(shí)還具有抑煙的作用，可以替代30% 50%的含銻化合物作為阻燃協(xié)效劑。該低成本阻燃玻纖增強(qiáng)PA6工程塑料，完全可以替代全部含銻化合物協(xié)效阻燃增強(qiáng)PA6材料，具有低成本、高性能、高效阻燃性等優(yōu)點(diǎn)。增韌劑為馬來(lái)酸酐接枝乙烯辛烯共聚物(POE-g-MAH)或馬來(lái)酸酐接枝三元乙丙橡膠(EPDM-g-MAH)或復(fù)配在一起的馬來(lái)酸酐接枝乙烯辛烯共聚物(POE-g-MAH)和馬來(lái)酸酐接枝三元乙丙橡膠(EPDM-g-MAH)。即，增韌劑為馬來(lái)酸酐接枝乙烯辛烯共聚物 (POE-g-MAH)或馬來(lái)酸酐接枝三元乙丙橡膠(EPDM-g-MAH)的一種或兩種?？寡鮿┯芍骺寡鮿┧腫β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和輔助抗氧劑亞磷酸三O · 4-二叔丁基苯基)酯混合而成。玻璃纖維為無(wú)堿長(zhǎng)纖，其直徑為9 14 μ m。加工助劑為硅酮粉或改性乙撐雙硬脂酸酰胺(TAF)或復(fù)配在一起的硅酮粉和改性乙撐雙硬脂酸酰胺(TAF)，可以大幅度提高產(chǎn)品的流動(dòng)性、加工性、表面光澤度。本發(fā)明采用部分硅酸鹽替代含銻化合物阻燃協(xié)效劑與PA6及其它助劑熔融共混制得的阻燃玻纖增強(qiáng)PA6材料，在保持PA6材料性能的同時(shí)，能有效地降低PA6材料的成本，而且材料又含有環(huán)保十溴二苯乙烷阻燃劑、含銻及硅酸鹽阻燃協(xié)效劑，在材料的燃燒過(guò)程中，硅酸鹽在材料的表面形成一種碳化硅酸鹽結(jié)構(gòu)，覆蓋在未燃材料的上面，使受熱分解的易燃?xì)怏w難以逸出，起了隔熱、分離、抑煙的作用，可以降低PA6材料燃燒時(shí)的發(fā)煙量。因此，本發(fā)明提供的低成本阻燃玻纖增強(qiáng)PA6工程塑料，是一種低成本，低發(fā)煙量，高阻燃性、 高性能的材料。可以被廣泛應(yīng)用于電子、電器、汽車(chē)材料等領(lǐng)域。本發(fā)明還提供的一種低成本阻燃玻纖增強(qiáng)PA6工程塑料的制備方法，其包括如下步驟a、按上述質(zhì)量百分含量稱(chēng)取各組分，并將稱(chēng)取的PA6在80 90°C溫度下干燥時(shí)間 6小時(shí)以上，將其他組分在60 80°C溫度下干燥2小時(shí)以上；b、將干燥后的PA6、溴系阻燃劑、含銻阻燃協(xié)效劑、硅酸鹽、增韌劑、抗氧劑及加工助劑在高速混合機(jī)中混合均勻，攪拌10 15分鐘；C、將步驟b中混勻后的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，將玻璃纖維從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入，經(jīng)高溫?cái)D出機(jī)熔融共混擠出、冷卻、風(fēng)干、造粒；其中，該雙螺桿擠出機(jī)的各加溫區(qū)溫度分別設(shè)置為一區(qū)溫度200 220°C ；二區(qū)溫度210 230°C ；三區(qū)溫度220 240°C ；四區(qū)溫度230 250°C ；五區(qū)溫度240 2600C ；六區(qū)溫度240 255°C ；七區(qū)溫度230 245°C ；八區(qū)溫度220 240°C ；機(jī)頭溫度210 230°C ；螺桿轉(zhuǎn)速為200 400轉(zhuǎn)/分鐘。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做一詳細(xì)的闡述。其中在下述各個(gè)實(shí)施例中，主抗氧化劑和輔助抗氧劑分別為瑞士汽巴產(chǎn)的Irganox 1010和168 ；加工助劑為硅酮粉和改性乙撐雙硬脂酸酰胺(TAF)的混合物；阻燃劑為十溴二苯乙烷，協(xié)效劑為硅酸鋁和三氧化二銻 (Sb203)的混合物。增韌劑為馬來(lái)酸酐接枝乙烯辛烯共聚物(POE-g-MAH)。實(shí)施例1將PA6在90°C下干燥6小時(shí)，其余的助劑在70°C下干燥3小時(shí)。稱(chēng)取PA658. ^ig, 十溴二苯乙烷14kg，三氧化二銻3kg，硅酸鋁4kg，增韌劑4kg，抗氧劑0. 5kg (其中主抗氧劑 10100. 2kg、輔抗氧劑1680. 3kg)，潤(rùn)滑劑0. 6kg (其中硅酮粉0. 4kg，TAF 0. 2kg)；然后在高速混合機(jī)中攪拌lOmin。再將混勻后的料加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，控制各段溫度在 一區(qū)220°C;二區(qū)225°C;三區(qū)230°C;四區(qū)240°C;五區(qū)250°C;六區(qū)245°C;七區(qū)240°C ； 八區(qū)235°C ；機(jī)頭溫度230°C，螺桿轉(zhuǎn)速350r/min，將15kg玻璃纖維從雙螺桿中段的喂料口加入，經(jīng)熔融共混擠出、水冷、風(fēng)干、切粒、烘干，最后包裝成袋即低成本阻燃玻纖增強(qiáng)PA6工程塑料。實(shí)施例2將PA6在90°C下干燥6小時(shí)，其余的助劑在70°C下干燥3小時(shí)。稱(chēng)取PA653. ^ig, 十溴二苯乙烷14kg，三氧化二銻3kg，硅酸鋁4kg，增韌劑4kg，抗氧劑0. 5kg (其中主抗氧劑 10100. 2kg、輔抗氧劑1680. 3kg)，潤(rùn)滑劑0. 6kg (其中硅酮粉0. 4kg，TAF 0. 2kg)；然后在高速混合機(jī)中攪拌lOmin。再將混勻后的料加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，控制各段溫度在 一區(qū)220°C;二區(qū)225°C;三區(qū)230°C;四區(qū)240°C;五區(qū)250°C;六區(qū)245°C;七區(qū)240°C ； 八區(qū)235°C ；機(jī)頭溫度230°C，螺桿轉(zhuǎn)速350r/min，將20kg玻璃纖維從雙螺桿中段的喂料口加入，經(jīng)熔融共混擠出、水冷、風(fēng)干、切粒、烘干，最后包裝成袋即低成本阻燃玻纖增強(qiáng)PA6 工程塑料。實(shí)施例3將PA6在90°C下干燥6小時(shí)，其余的助劑在70°C下干燥3小時(shí)。稱(chēng)取PA646. ^ig, 十溴二苯乙烷Ukg，三氧化二銻^g，硅酸鋁4kg，增韌劑4kg，抗氧劑0. 5kg (其中主抗氧劑 10100. 2kg、輔抗氧劑1680. 3kg)，潤(rùn)滑劑0. 6kg (其中硅酮粉0. 4kg，TAF 0. 2kg)；然后在高速混合機(jī)中攪拌lOmin。再將混勻后的料加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，控制各段溫度在 一區(qū)220°C;二區(qū)225°C;三區(qū)230°C;四區(qū)240°C;五區(qū)250°C;六區(qū)245°C;七區(qū)240°C; 八區(qū)235°C ；機(jī)頭溫度230°C，螺桿轉(zhuǎn)速350r/min，將30kg玻璃纖維從雙螺桿中段的喂料口加入，經(jīng)熔融共混擠出、水冷、風(fēng)干、切粒、烘干，最后包裝成袋即低成本阻燃玻纖增強(qiáng)PA6 工程塑料。實(shí)施例4將PA6在90°C下干燥6小時(shí)，其余的助劑在70°C下干燥3小時(shí)。稱(chēng)取PA637. ^ig, 十溴二苯乙烷Ukg，三氧化二銻^g，高嶺土 3kg，增韌劑4kg，抗氧劑0. 5kg (其中主抗氧劑 10100. 2kg、輔抗氧劑1680. 3kg)，潤(rùn)滑劑0. 6kg (其中硅酮粉0. 4kg，TAF 0. 2kg)；然后在高速混合機(jī)中攪拌lOmin。再將混勻后的料加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，控制各段溫度在 一區(qū)220°C;二區(qū)225°C;三區(qū)230°C;四區(qū)240°C;五區(qū)250°C;六區(qū)245°C;七區(qū)240°C; 八區(qū)235°C ；機(jī)頭溫度230°C，螺桿轉(zhuǎn)速350r/min，將40kg玻璃纖維從雙螺桿中段的喂料口加入，經(jīng)熔融共混擠出、水冷、風(fēng)干、切粒、烘干，最后包裝成袋即低成本阻燃玻纖增強(qiáng)PA6 工程塑料。將實(shí)施例1至4的低成本阻燃玻纖增強(qiáng)PA6工程塑料注塑成標(biāo)準(zhǔn)試樣，測(cè)試性能
如下表所示
權(quán)利要求
1. 一種低成本阻燃玻纖增強(qiáng)PA6工程塑料，其特征在于其按質(zhì)量百分含量由以下組分組成PA640 --65% ；溴系阻燃劑12-20% ；含銻阻燃協(xié)效劑2 6% ；硅酸鹽2 6% ；增韌劑3 8% ；抗氧劑0. 2 0. 6%玻璃纖維10 --40% ；加工助劑0. 3 1%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低成本阻燃玻纖增強(qiáng)PA6工程塑料，其特征在于所述 PA6為中高等粘度的樹(shù)脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低成本阻燃玻纖增強(qiáng)PA6工程塑料，其特征在于所述溴系阻燃劑為十溴二苯乙烷或溴化聚苯乙烯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低成本阻燃玻纖增強(qiáng)PA6工程塑料，其特征在于所述含銻阻燃協(xié)效劑為三氧化二銻或銻酸鈉或復(fù)配在一起的三氧化二銻和銻酸鈉；所述硅酸鹽可以為硅酸鋁或硅酸鎂或復(fù)配在一起的硅酸鋁和硅酸鎂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低成本阻燃玻纖增強(qiáng)PA6工程塑料，其特征在于所述增韌劑為馬來(lái)酸酐接枝乙烯辛烯共聚物(POE-g-MAH)或馬來(lái)酸酐接枝三元乙丙橡膠 (EPDM-g-MAH)或復(fù)配在一起的馬來(lái)酸酐接枝乙烯辛烯共聚物(POE-g-MAH)和馬來(lái)酸酐接枝三元乙丙橡膠(EPDM-g-MAH)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低成本阻燃玻纖增強(qiáng)PA6工程塑料，其特征在于所述抗氧劑由主抗氧劑四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯和輔助抗氧劑亞磷酸三O · 4- 二叔丁基苯基)酯混合而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低成本阻燃玻纖增強(qiáng)ΡΑ6工程塑料，其特征在于所述玻璃纖維為無(wú)堿長(zhǎng)纖，其直徑為9 14μπι。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低成本阻燃玻纖增強(qiáng)ΡΑ6工程塑料，其特征在于所述加工助劑為硅酮粉或改性乙撐雙硬脂酸酰胺(TAF)或復(fù)配在一起的硅酮粉和改性乙撐雙硬脂酸酰胺(TAF)。
9.一種如權(quán)利要求1所述一種低成本阻燃玻纖增強(qiáng)ΡΑ6工程塑料的制備方法，其包括如下步驟a、按權(quán)利要求1所述的質(zhì)量百分含量稱(chēng)取各組分，并將稱(chēng)取的PA6在80 90°C溫度下干燥時(shí)間6小時(shí)以上，將其他組分在60 80°C溫度下干燥2小時(shí)以上；b、將干燥后的PA6、溴系阻燃劑、含銻阻燃協(xié)效劑、硅酸鹽、增韌劑、抗氧劑及加工助劑在高速混合機(jī)中混合均勻，攪拌10 15分鐘；C、將步驟b中混勻后的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，將玻璃纖維從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入，經(jīng)高溫?cái)D出機(jī)熔融共混擠出、冷卻、風(fēng)干、造粒；其中，該雙螺桿擠出機(jī)的各加溫區(qū)溫度分別設(shè)置為一區(qū)溫度200 220°C ；二區(qū)溫度210 230°C;三區(qū)溫度220 240°C;四區(qū)溫度230 250°C;五區(qū)溫度240 260°C;六區(qū)溫度240 255°C;七區(qū)溫度230 245°C;八區(qū)溫度220 240°C;機(jī)頭溫度210 230 0C ；螺桿轉(zhuǎn)速為200 400轉(zhuǎn)/分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種低成本阻燃玻纖增強(qiáng)PA6工程塑料，其按質(zhì)量百分含量由以下組分組成PA640～65％；溴系阻燃劑12～20％；含銻阻燃協(xié)效劑2～6％；硅酸鹽2～6％；增韌劑3～8％；抗氧劑0.2～0.6％；玻璃纖維10～40％；加工助劑0.3～1％。其硅酸鹽可以替代部分含銻阻燃協(xié)效劑，其與含銻阻燃協(xié)效劑一起組成混合協(xié)效劑。硅酸鹽的成本較低，同時(shí)還具有抑煙的作用。本發(fā)明提供的一種低成本阻燃玻纖增強(qiáng)PA6工程塑料的制備方法，工藝簡(jiǎn)單、成本低、效率高。
文檔編號(hào)C08K7/14GK102558852SQ201110424128
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者王偉, 黃裕杰 申請(qǐng)人:深圳市富恒塑膠新材料有限公司