一種抗變色玻纖增強阻燃尼龍樹脂組合物及其製備方法

2023-11-11 22:32:42

一種抗變色玻纖增強阻燃尼龍樹脂組合物及其製備方法
【專利摘要】本發明屬於高分子複合材料【技術領域】，公開了一種尼龍樹脂組合物及其製備方法。該組合物由包含以下重量份的組分製成：尼龍66樹脂30~60份，尼龍6樹脂6~20份，玻璃纖維15~30份，阻燃劑15~17份，協效劑1~3份，加工助劑0.7~1.3份。製備方法如下：將經乾燥處理的30~60份尼龍66樹脂、6~20份經乾燥處理的尼龍6樹脂、15~17份經處理的阻燃劑、1~3份協效劑、0.7~1.3份加工助劑，加入高速混合機中，在高速混合機中攪拌3~5min；然後將混合均勻的物料加入雙螺杆擠出機的加料口；15~30份玻璃纖維從雙螺杆擠出機的側加料口加入，物料經雙螺杆擠出機熔融擠出，造粒，製備得到尼龍樹脂組合物。本發明製得的抗變色尼龍組合物具有較高的力學性能，良好的阻燃效果。
【專利說明】一種抗變色玻纖增強阻燃尼龍樹脂組合物及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於高分子複合材料【技術領域】，涉及一種抗變色玻纖增強阻燃尼龍樹脂組合物及其製備方法。
【背景技術】
[0002]尼龍是聚醯胺樹脂的俗稱，尼龍樹脂是一大類聚合物的總稱，其中尼龍66和尼龍6的產量佔90%以上。尼龍樹脂具有機械強度高、韌性好、耐疲勞、有自潤滑性，摩擦係數小、耐磨、耐熱(100°c內可長期使用)、易改性成型等優點，具有良好的綜合性能並得到了廣泛的應用。
[0003]尼龍材料比較容易改性，特別經過玻纖增強後，其強度能得到很大幅度的提高，尼龍樹脂本身的阻燃級別可以達到UL 94V-2級別，並且易於阻燃，常被用於製造阻燃級別要求更高的電子電器中。但經過玻纖增強阻燃後的尼龍66材料，注塑過程中，對注塑工藝的要求很高，注塑溫度過高或是剪切力過大，或是在螺杆中停留時間長，均會導致阻燃材料的分解，導致製件顏色變化。

【發明內容】

[0004]針對上述的現有技術所存在的問題，本發明的目的是提供一種抗變色玻纖增強阻燃尼龍樹脂組合物。
[0005]本發明的另一個目的是提供一種上述尼龍樹脂組合物的製備方法。
[0006]本發明的技術方案如下:
[0007]本發明提供了一種抗變色玻纖增強阻燃尼龍樹脂組合物，該組合物由包含以下重量份的組分製成:
[0008]尼龍66樹脂30~60份，
[0009]尼龍6樹脂6~20份，
[0010]玻璃纖維15~30份，
[0011]阻燃劑15~17份，
[0012]協效劑I~3份，
[0013]加工助劑0.7~1.3份。
[0014]所述的尼龍66樹脂的相對粘度為2.5~3，優選2.Tl.9。
[0015]所述的尼龍6樹脂為相對粘度為2.3^3.4的尼龍6切片。
[0016]所述的玻璃纖維為無鹼玻璃纖維，直徑為7~15 μ m,優選9~14 μ m。
[0017]所述的無鹼玻璃纖維為卷繞成卷或切割成長度為2~4mm的短纖。
[0018]所述的阻燃劑是由主阻燃劑與協效阻燃劑復配而成，主阻燃劑與協效阻燃劑的比例為2.7: f 3.4:1 ;其中:主阻燃劑進一步選自十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯、聚溴化苯乙烯中的一種或一種以上；協效阻燃劑為三氧化二銻。
[0019]所述的協效劑為氧化鋅，市售，直接使用。[0020]所述的加工助劑為潤滑劑或抗氧劑；其中:潤滑劑進一步選自矽油、脂肪酸醯胺、硬脂酸金屬皂類、脂肪雙醯胺蠟類、聚乙烯蠟類或褐煤蠟酸乙二醇酯類中的一種或一種以上；抗氧劑進一步選自受阻酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑中的一種或一種以上；亞磷酸酯類抗氧劑進一步為抗氧劑168，受阻酚類抗氧劑進一步為抗氧劑1098。
[0021]本發明還提供了一種上述尼龍樹脂組合物的製備方法，該方法包括以下步驟:
[0022]將經乾燥處理的30~60份尼龍66樹脂、6~20份經乾燥處理的尼龍6樹脂、15~17份經處理的阻燃劑、f 3份協效劑、0.7^1.3份加工助劑，加入高速混合機中，在高速混合機中攪拌3~5min ;然後將混合均勻的物料加入雙螺杆擠出機的加料口 ；15~30份玻璃纖維從雙螺杆擠出機的側加料口加入，物料經雙螺杆擠出機熔融擠出，造粒，製備得到尼龍樹脂組合物。
[0023]所述的阻燃劑與佔阻燃劑質量百分數為l%wt的矽酮混合，加入高混機，攪拌5^10min,再加入阻燃劑質量百分數為1%的硬脂酸鈣，繼續攪拌l(Tl5min後使用。
[0024]所述的尼龍66樹脂的乾燥處理條件為溫度為8(T90°C，乾燥5飛h後備用。
[0025]所述的尼龍6樹脂的乾燥處理條件為溫度為9(T10(TC，乾燥5飛h後備用。
[0026]所述的雙螺杆擠出機的加工工藝為:雙螺杆擠出機一區溫度21(T250°C，二區溫度22(T260°C，三區溫度225~265°C，四區溫度235~275°C，五區溫度225~265°C，六區溫度22(T270°C，機頭溫度235~275°C，主機轉速是15~35HZ。
[0027]本發明同現有技術相比，具有如下優點和有益效果:
[0028]1、本發明製得的抗變色尼龍組合物具有較高的力學性能，良好的阻燃效果。
[0029]2、本發明製得的抗變色尼龍組合物在注塑過程中，能停留時間較長，而顏色變化比較小，具有優良的抗變色效果。
[0030]3、本發明中抗變色協效劑為氧化鋅，其優點為可以作為一種吸酸劑，吸收阻燃材料加工過程中產生的易變色的酸性物質，從而防止玻纖增強尼龍材料加工過程中變色。
【具體實施方式】
[0031]以下結合實施例對本發明作進一步的說明。
[0032]以下實施例中樣品的機械性能測試方法:
[0033]本發明的組合物採用ASTM標準注塑，測試試樣，使用塑料注塑機在240-280°C下注塑成型。
[0034]樣條尺寸(長度X寬度X厚度)分別為:拉伸樣條(啞鈴型)，
1 70mmX 1 3mmX3.2mm ；彎曲樣條,127_X 13_X3.2mm ;無缺口衝擊樣條，127mmX13mmX3.2mm ;缺口衝擊樣條，127mmX 13mmX3.2mm, V 型缺口，缺口深度為 1/5。
[0035]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16h後測試，測試環境為(23±2)°C、溼度為(50±5)%。
[0036]抗變色實驗，通過對比材料在注塑機中停留不同的時間，然後對比打出的色板色差。
[0037]拉伸強度和斷裂伸長率:按ASTM D638測試，拉伸速度為5mm/min。
[0038]彎曲強度和彎曲模量:按ASTM D790測試，彎曲速度為1.25mm/min。
[0039]簡支梁缺口衝擊強度:按ASTM D6110測試。[0040]玻纖含量:按ASTM D2584測試。
[0041]阻燃級別:按UL94測試。
[0042]以下實施例中:尼龍66樹脂的乾燥處理為:溫度為80_90°C，乾燥5_6h後備用；尼龍6樹脂的乾燥處理為在溫度為90-100°C,乾燥5-6h後備用。
[0043]所述的阻燃劑與佔阻燃劑質量百分數為l%wt的矽酮混合，加入高混機，攪拌5^10min,再加入阻燃劑質量百分數為1%的硬脂酸鈣，繼續攪拌l(Tl5min後使用。
[0044]實施例1
[0045]( 1)按照以下重量份稱取原料:
[0046]尼龍66樹脂(相對粘度為2.5-3)59.3份，
[0047]尼龍6切片(相對粘度為2.3-3.4)6份，
[0048]無鹼玻璃纖維(直徑為9 μ m,長度為2mm)15份，
[0049]阻燃劑17份，
[0050]氧化鋅2份，
[0051]抗氧劑1098/168(復配比例為1:1)0.4份，
[0052]脂肪酸醯胺0.3份，
[0053]其中阻燃劑:主阻燃劑為十溴二苯乙烷12.5份，協效劑為三氧化二銻4.5份，其比例為2.7:1 ；
[0054](2)將上述步驟(1)中稱好的物料除了無鹼玻璃纖維外，加入高速混合機中攪拌3-5min後；加入雙螺杆擠出機的加料口 ；再將15份的無鹼玻璃纖維從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加工工藝為:雙螺杆擠出機一區溫度210-250°C，二區溫度220-260°C，三區溫度225_265°C，四區溫度235-275°C，五區溫度225-265°C，六區溫度220_270°C，機頭溫度235_275°C，主機轉速是15-35HZ。
[0055]實施例2
[0056]( I)按照以下重量份稱取原料:
[0057]尼龍66樹脂(相對粘度為2.5-3)49.1份，
[0058]尼龍6切片(相對粘度為2.3-3.4)12份，
[0059]無鹼玻璃纖維(直徑為14 μ m,長度為4mm)20份，
[0060]阻燃劑16份，
[0061]氧化鋅2份，
[0062]抗氧劑1098/168 (復配比例為1:1)0.4份，
[0063]聚乙烯蠟(AC-540A)0.5 份，
[0064]其中阻燃劑:主阻燃劑為十溴二苯乙烷12份，協效劑為三氧化二銻4份，其比例為3:1 ；
[0065](2)將上述步驟(1)中稱好的物料除了無鹼玻璃纖維外，加入高速混合機中攪拌3-5min後；加入雙螺杆擠出機的加料口 ；再將20份的無鹼玻璃纖維從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加工工藝為:雙螺杆擠出機一區溫度210-250°C，二區溫度220-260°C，三區溫度225_265°C，四區溫度235-275°C，五區溫度225-265°C，六區溫度220_270°C，機頭溫度235_275°C，主機轉速是15-35HZ。
[0066]實施例3
[0067]( I)按照以下重量份稱取原料:
[0068]尼龍66樹脂(相對粘度為2.5-3)30.7份，
[0069]尼龍6切片(相對粘度為2.3-3.4)20份，
[0070]無鹼玻璃纖維(直徑為7 μ m,長度為4mm)30份，
[0071]阻燃劑15份，
[0072]氧化鋅3份，
[0073]抗氧劑1098/168 (復配比例為1:1)0.6份，
[0074]聚乙烯蠟(AC-540A)0.7 份，
[0075]其中阻燃劑:主阻燃劑為十溴二苯乙烷11.5份，協效劑為三氧化二銻3.5份，其比例為3.3:1 ；
[0076](2)將上述步驟(1)中稱好的物料除了無鹼玻璃纖維外，加入高速混合機中攪拌3-5min後；加入雙螺杆擠出機的加料口 ；再將30份的無鹼玻璃纖維從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加工工藝為:雙螺杆擠出機一區溫度210-250°C，二區溫度220-260°C，三區溫度225_265°C，四區溫度235-275°C，五區溫度225-265°C，六區溫度220_270°C，機頭溫度235_275°C，主機轉速是15-35HZ。
`[0077]實施例4
[0078]( I)按照以下重量份稱取原料:
[0079]尼龍66樹脂(相對粘度為2.5-3)46.1份，
[0080]尼龍6切片(相對粘度為2.3-3.4)16份，
[0081]玻璃纖維(直徑為7 μ m，長度為3mm)20份，
[0082]阻燃劑16份，
[0083]氧化鋅1份，
[0084]抗氧劑1098/168 (復配比例為1:1)0.6份，
[0085]聚乙烯蠟(AC-540A)0.7 份，
[0086]其中阻燃劑:主阻燃劑為十溴二苯乙烷12.4份，協效劑為三氧化二銻3.6份，其比例為3.4:1 ;
[0087](2)將上述步驟(1)中稱好的物料除了玻璃纖維外，加入高速混合機中攪拌3-5min後；加入雙螺杆擠出機的加料口 ；再將20份的短切玻璃纖維從擠出機的側加料口加入，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加工工藝為:雙螺杆擠出機一區溫度210-250°C，二區溫度220-260°C，三區溫度225_265°C，四區溫度235-275°C，五區溫度225-265°C，六區溫度220_270°C，機頭溫度235_275°C，主機轉速是15-35HZ。
[0088]表1
[0089]
【權利要求】
1.一種尼龍樹脂組合物，其特徵在於:該組合物由包含以下重量份的組分製成: 尼龍66樹脂30-60份， 尼龍6樹脂6~20份， 玻璃纖維15~30份， 阻燃劑15~17份，協效劑1~3份， 加工助劑0.7~1.3份。
2.根據權利要求1所述的尼龍樹脂組合物，其特徵在於:所述的尼龍66樹脂的相對粘度為2.5~3，優選2.7~2.9。
3.根據權利要求1所述的尼龍樹脂組合物，其特徵在於:所述的尼龍6樹脂為相對粘度為2.3~3.4的尼龍6切片。
4.根據權利要求1所述的尼龍樹脂組合物，其特徵在於:所述的玻璃纖維為無鹼玻璃纖維，直徑為7~15 μ m,優選9~14 μ m。
5.根據權利要求3所述的尼龍樹脂組合物，其特徵在於:所述的無鹼玻璃纖維為卷繞成卷或切割成長度為2~4mm的短纖。
6.根據權利要求1所述的尼龍樹脂組合物，其特徵在於:所述的阻燃劑是由主阻燃劑與協效阻燃劑復配而成，主阻燃劑與協效阻燃劑的比例為2.7:1~3.4:1 ;其中:主阻燃劑進一步選自十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯、聚溴化苯乙烯中的一種或一種以上；協效阻燃劑為二氧化二鋪。
7.根據權利要求1所述的尼龍樹脂組合物，其特徵在於:所述的協效劑為氧化鋅。
8.根據權利要求1所述的尼龍樹脂組合物，其特徵在於:所述的加工助劑為潤滑劑或抗氧劑；其中:潤滑劑進一步選自矽油、脂肪酸醯胺、硬脂酸金屬皂類、脂肪雙醯胺蠟類、聚乙烯蠟類或褐煤蠟酸乙二醇酯類中的一種或一種以上；抗氧劑進一步選自受阻酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑中的一種或一種以上；亞磷酸酯類抗氧劑進一步為抗氧劑168，受阻酹類抗氧劑進一步為抗氧劑1098。
9.權利要求1至7任一所述的尼龍樹脂組合物的製備方法，其特徵在於:該方法包括以下步驟: 將經乾燥處理的30飛0份尼龍66樹脂、6~20份經乾燥處理的尼龍6樹脂、15~17份經處理的阻燃劑、f 3份協效劑、0.7^1.3份加工助劑，加入高速混合機中，在高速混合機中攪拌3飛min ;然後將混合均勻的物料加入雙螺杆擠出機的加料口 ；15~30份玻璃纖維從雙螺杆擠出機的側加料口加入，物料經雙螺杆擠出機熔融擠出，造粒，製備得到尼龍樹脂組合物。
10.根據權利要求8所述的尼龍樹脂組合物的製備方法，其特徵在於:所述的阻燃劑與佔阻燃劑質量百分數為l%wt的矽酮混合，加入高混機，攪拌5~10min，再加入阻燃劑質量百分數為1%的硬脂酸鈣，繼續攪拌l(Tl5min後使用； 所述的尼龍66樹脂的乾燥處理條件為溫度為8(T90°C，乾燥5飛h後備用； 所述的尼龍6樹脂的乾燥處理條件為溫度為9(T10(TC，乾燥5飛h後備用； 所述的雙螺杆擠出機的加工工藝為:雙螺杆擠出機一區溫度21(T250°C，二區溫度22(T260°C，三區溫度225~265 °C，四區溫度235~275 °C，五區溫度225~265 °C，六區溫度22(T270°C，機頭溫度235~275°C，主機轉速是15~35HZ。
【文檔編號】C08L25/06GK103589150SQ201210288825
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年8月14日 優先權日:2012年8月14日
【發明者】楊桂生, 吳安琪, 孫利明 申請人:合肥傑事傑新材料股份有限公司