一種尼龍組合物及其製備方法
2023-11-07 15:48:52 3
一種尼龍組合物及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種尼龍組合物，由以下重量份數的組分製備而成：尼龍6樹脂：65-67份、玻璃纖維：15-30份、阻燃劑：15-18份、鐵黑：2-10份、加工助劑：0.9-1.6份。本發明製得的深色尼龍組合物具有較高的力學性能、CTI值，且容易加工；本發明中的色粉選用鐵黑色粉代替炭黑或是黑母粒，能有效避免炭黑對組合物的電氣性能如CTI的不良影響。
【專利說明】[0001] 一種尼龍組合物及其製備方法
【技術領域】
[0002] 本發明涉及高分子複合材料【技術領域】，具體涉及一種尼龍組合物及其製備方法。
【背景技術】
[0003] 尼龍材料具有均衡的強韌性和優良的耐熱性，尼龍樹脂本身的阻燃級別可以達到 UL 94V-2級別，並且易於進行阻燃改性。，常被用於製造阻燃級別要求更高的電子電器中。 溴銻阻燃體系是尼龍材料優良的阻燃劑，但溴銻阻燃劑對材料的電氣性能，如相比漏電指 數（CTI)影響很大，CTI 一般只能達到250V。在深色製件特別是黑色材料中，需要加入炭黑 或是黑母粒進行調色，但炭黑和黑母粒的加入會導致材料CTI性能的進一步下降，從而影 響了材料的使用範圍。使用紅磷阻燃玻纖增強尼龍6材料，雖然能做到CTI值比較高，但紅 磷本身的顏色導致其只能用於棕紅色或是黑色產品中，嚴重限制了其使用範圍。
【發明內容】
[0004] 本發明要解決的技術問題是提供一種尼龍組合物及其製備方法，其製備的尼龍組 合物具有良好電氣性能。
[0005] 本發明的技術方案為： 一種尼龍組合物，它包括以下重量份比的組分：尼龍6樹脂：65-67份、玻璃纖維： 15-30份、阻燃劑：15-18份、鐵黑：2-10份、加工助劑：0· 9-1. 6份。
[0006] 所述的尼龍6樹脂為中高粘度的尼龍6切片，相對粘度為2. 3-3. 4。
[0007] 所述的玻璃纖維為直徑7-15微米的無鹼玻璃纖維。
[0008] 所述的阻燃劑由溴系阻燃劑和三氧化二銻組成；所述溴系阻燃劑選用溴化十溴二 苯乙烷、溴化環氧樹脂、溴化聚苯乙烯或聚溴化苯乙烯。
[0009] 所述溴系阻燃劑和三氧化二銻的重量份比為3. 5-4. 5 :1。
[0010] 所述的加工助劑包括潤滑劑和抗氧劑；所述的潤滑劑為矽油、脂肪酸醯胺、硬脂酸 金屬皂類、脂肪雙醯胺蠟類、聚乙烯蠟類和褐煤蠟酸乙二醇酯類中的一種或兩種以上的混 合物；所述的抗氧劑選用受阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑中的一種或兩種的混合物。
[0011] 所述的亞磷酸酯類抗氧劑選用抗氧劑三[2. 4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯(抗氧劑 168)，受阻酚類抗氧劑選用抗氧劑Ν，Ν' -雙-(3-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙醯基） 己二胺(抗氧劑1098)。
[0012] 一種尼龍組合物的製備方法，包括以下步驟： (1) 、將尼龍6樹脂、阻燃劑、色粉和加工助劑按重量份比加入高速混合機中，在高速混 合機中攪拌3-5min直至混合均勻； (2) 、然後將混合均勻後的混合物料和玻璃纖維分別加入雙螺杆擠出機中熔融擠出，造 粒，製備得到尼龍組合物。
[0013] 所述的尼龍6樹脂在混合前在溫度為90-100°C的環境下乾燥5-6h。
[0014] 所述的雙螺杆擠出機一區溫度160-200°C，二區溫度200-240°C，三區溫度 210-250°C，四區溫度225-255°C，五區溫度220-260°C，六區溫度220-260°C，機頭溫度 225-255°C，主機轉速是 15-35HZ。
[0015] 本發明同現有技術相比，具有如下優點和有益效果：本發明製得的深色尼龍組合 物具有較高的力學性能、CTI值，且容易加工；深色尼龍組合物中使用炭黑或是黑母粒進行 調色，加入的炭黑在腐蝕液和電壓的作用下，易於在組合物中形成導電通路，從而導致組合 物電氣性能，如CTI和灼熱絲等的降低。本發明中的色粉選用鐵黑色粉代替炭黑或是黑母 粒，能有效避免炭黑對組合物的電氣性能如CTI的不良影響，提高組合物的CTI，灼熱絲等 電氣性能。
【具體實施方式】
[0016] 以下結合實施例對本發明作進一步的說明。
[0017] 以下實施例和對比例中樣品的機械性能測試方法：尼龍組合物採用ASTM標準注 塑，測試試樣均使用塑料注塑機在230-250°C下注塑成型。
[0018] 樣條尺寸(長度X寬度X厚度)分別為：拉伸樣條(啞鈴型):170 mmX 13 mmX 3. 2 謹；彎曲樣條：127謹X13謹X3.2謹；無缺口衝擊樣條：127謹X13謹X3.2謹；缺口 衝擊樣條：127 _X13 _X3. 2 mm，V型缺口 ：缺口深度為1/5;阻燃樣條，127 _X13 mmX3. 2 mm〇
[0019] 試樣成型後在溫度為（23±2) °C、溼度為（50±5)%的標準環境中放置24h後測 試機械性能，CTI測試是在標準環境中放置48H後測試，測試環境為（23±2)°C、溼度為 (50 ±5) %。
[0020] 拉伸強度和斷裂伸長率：按ASTM D638測試，拉伸速度為5mm/min ;彎曲強度和彎 曲模量：按ASTM D790測試，彎曲速度為1. 25mm/min ;簡支梁缺口衝擊強度：按ASTM D6110 測試；玻纖含量：按ASTM D2584測試；阻燃級別：按UL94測試。
[0021] 實施例1 (1)、一種尼龍組合物，包括以下重量份比的組分： 尼龍6樹脂 67份， 無鹼玻璃纖維 15份， 阻燃劑 18份， 鐵黑 2份 加工助劑 〇. 9份； 其中，尼龍6樹脂在混合前在溫度為KKTC的環境下乾燥5h;阻燃劑是由14份十溴二 苯乙烷和4份三氧化二銻組成；加工助劑是由0. 5份矽油潤滑劑、0. 2份抗氧劑1098和0. 2 份抗氧劑168組成。
[0022] (2)、一種尼龍組合物的製備方法： 首先將尼龍6樹脂、阻燃劑、鐵黑和加工助劑按重量份比加入高速混合機中攪拌3min 後，然後將混合均勻的混合物料加入雙螺杆擠出機的加料口，同時將無鹼玻璃纖維按重量 份比從雙螺杆擠出機的排氣口加入，經熔融共混，擠出造粒成組合物，其相關性能詳見表1。 其中雙螺杆擠出機的工藝參數設置為：一區溫度160°C，二區溫度200°C，三區溫度210°C， 四區溫度225°C，五區溫度220°C，六區溫度220°C，機頭溫度225°C，主機轉速是15-35HZ。
[0023] 實施例2 (1)、一種尼龍組合物，包括以下重量份比的組分： 尼龍6樹脂 67份， 無鹼玻璃纖維 20份， 阻燃劑 16份， 鐵黑 6份 加工助劑 1. 2份； 其中，尼龍6樹脂在混合前在溫度為90°C的環境下乾燥6h ;阻燃劑是由13份溴化聚苯 乙烯和3份三氧化二銻組成；加工助劑是由0. 6份脂肪酸醯胺潤滑劑、0. 3份抗氧劑1098和 0.3份抗氧劑168組成。
[0024] (2)、一種尼龍組合物的製備方法： 首先將尼龍6樹脂、阻燃劑、鐵黑和加工助劑按重量份比加入高速混合機中攪拌4min 後，然後將混合均勻的混合物料加入雙螺杆擠出機的加料口，同時將無鹼玻璃纖維按重量 份比從雙螺杆擠出機的排氣口加入，經熔融共混，擠出造粒成組合物，其相關性能詳見表1。 其中雙螺杆擠出機的工藝參數設置為：雙螺杆擠出機一區溫度180°C，二區溫度210°C，三 區溫度230°C，四區溫度230°C，五區溫度230°C，六區溫度220°C，機頭溫度235°C，主機轉速 是 15-35HZ。
[0025] 實施例3 (1)、一種尼龍組合物，包括以下重量份比的組分： 尼龍6樹脂 65份， 無鹼玻璃纖維 30份， 阻燃劑 15份， 鐵黑 10份 加工助劑 1. 6份； 其中，尼龍6樹脂在混合前在溫度為KKTC的環境下乾燥5h ;阻燃劑是由12份溴化環 氧樹脂和3份三氧化二銻組成；加工助劑是由1份褐煤蠟酸乙二醇酯類潤滑劑、0. 3份抗氧 劑1098和0. 3份抗氧劑168組成。
[0026] (2)、一種尼龍組合物的製備方法： 首先將尼龍6樹脂、阻燃劑、鐵黑和加工助劑按重量份比加入高速混合機中攪拌5min 後，然後將混合均勻的混合物料加入雙螺杆擠出機的加料口，同時將無鹼玻璃纖維按重量 份比從雙螺杆擠出機的排氣口加入，經熔融共混，擠出造粒成組合物，其相關性能詳見表1。 其中雙螺杆擠出機的工藝參數設置為：雙螺杆擠出機一區溫度200°C，二區溫度220°C，三 區溫度240°C，四區溫度240°C，五區溫度240°C，六區溫度230°C，機頭溫度245°C，主機轉速 是 15-35HZ。
[0027] 實施例4 (1)、一種尼龍組合物，包括以下重量份比的組分： 尼龍6樹脂 67份， 無鹼玻璃纖維 20份， 阻燃劑 16份， 鐵黑 8份 加工助劑 1. 2份； 其中，尼龍6樹脂在混合前在溫度為KKTC的環境下乾燥5h ;阻燃劑是由13份聚溴化 苯乙烯和3份三氧化二銻組成；加工助劑是由0. 6份聚乙烯蠟類潤滑劑、0. 3份抗氧劑1098 和〇. 3份抗氧劑168組成。
[0028] (2)、一種尼龍組合物的製備方法： 首先將尼龍6樹脂、阻燃劑、鐵黑和加工助劑按重量份比加入高速混合機中攪拌5min 後，然後將混合均勻的混合物料加入雙螺杆擠出機的加料口，同時將無鹼玻璃纖維按重量 份比從雙螺杆擠出機的排氣口加入，經熔融共混，擠出造粒成組合物，其相關性能詳見表1。 其中雙螺杆擠出機的工藝參數設置為：雙螺杆擠出機一區溫度200°C，二區溫度240°C，三 區溫度250°C，四區溫度255°C，五區溫度260°C，六區溫度260°C，機頭溫度255°C，主機轉速 是 15-35HZ。
[0029] 表 1
【權利要求】
1. 一種尼龍組合物，其特徵在於，由以下重量份數的組分製備而成：尼龍6樹脂：65-67 份、玻璃纖維=15-30份、阻燃劑：15-18份、鐵黑：2-10份、加工助劑：0. 9-1. 6份。
2. 根據權利要求1所述的一種尼龍組合物，其特徵在於：所述的尼龍6樹脂為中高粘 度的尼龍6切片，相對粘度為2. 3-3. 4。
3. 根據權利要求1所述的一種尼龍組合物，其特徵在於：所述的玻璃纖維為直徑7-15 微米的無鹼玻璃纖維。
4. 根據權利要求1所述的一種尼龍組合物，其特徵在於：所述的阻燃劑由溴系阻燃劑 和三氧化二銻組成；所述溴系阻燃劑選用十溴二苯乙烷、溴化環氧樹脂、溴化聚苯乙烯或聚 溴化苯乙烯。
5. 根據權利要求4所述的一種尼龍組合物，其特徵在於：所述溴系阻燃劑和三氧化二 銻的重量份比為3. 5-4. 5 :1。
6. 根據權利要求1所述的一種尼龍組合物，其特徵在於：所述的加工助劑包括潤滑劑 和抗氧劑；所述的潤滑劑為矽油、脂肪酸醯胺、硬脂酸金屬皂類、脂肪雙醯胺蠟類、聚乙烯蠟 類和褐煤蠟酸乙二醇酯類中的一種或兩種以上的混合物；所述的抗氧劑選用受阻酚類抗氧 劑和亞磷酸酯類抗氧劑中的一種或兩種的混合物。
7. 根據權利要求6所述的一種尼龍組合物，其特徵在於：所述的受阻酚類抗氧劑選用 抗氧劑Ν，Ν' -雙-(3-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙醯基）己二胺；所述的亞磷酸酯類 抗氧劑選用抗氧劑三[2. 4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯。
8. 權利要求1所述的一種尼龍組合物的製備方法，其特徵在於：包括以下步驟： (1) 、將尼龍6樹脂、阻燃劑、鐵黑和加工助劑按重量份比加入高速混合機中，在高速混 合機中攪拌3-5min直至混合均勻； (2) 、然後將混合均勻後的混合物料和玻璃纖維分別加入雙螺杆擠出機中熔融擠出，造 粒，製備得到尼龍組合物。
9. 根據權利要求8所述的一種尼龍組合物的製備方法，其特徵在於：所述的尼龍6樹 脂在混合前在溫度為90-100°C的環境下乾燥5-6h。
10. 根據權利要求8所述的一種尼龍組合物的製備方法，其特徵在於：所述的雙螺杆 擠出機一區溫度為160-200°C，二區溫度為200-240°C，三區溫度為210-250°C，四區溫度為 225-255°C，五區溫度為220-260°C，六區溫度為220-260°C，機頭溫度為225-255°C，主機轉 速是 15-35HZ。
【文檔編號】C08L77/02GK104098892SQ201310120443
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月9日 優先權日:2013年4月9日
【發明者】楊桂生, 吳安琪 申請人:合肥傑事傑新材料股份有限公司