高光阻燃聚酰胺材料及其制备方法
阅读说明：本技术 高光阻燃聚酰胺材料及其制备方法 (High-gloss flame-retardant polyamide material and preparation method thereof ) 是由 陈琪 杨凤凯 张宝辉 廖云飞 于 2021-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高光阻燃聚酰胺材料及其制备方法,高光阻燃聚酰胺材料按照质量份数包括50份～80份的聚酰胺基料、3份～20份的非晶聚酰胺、8份～15份的阻燃剂以及4份～15.5份的助剂。这种高光阻燃聚酰胺材料通过添加非晶聚酰胺,非晶聚酰胺可以包覆于高光阻燃聚酰胺材料表面,由于非晶聚酰胺的表面光泽度比聚酰胺基料的光泽度更高,从而使得添加非晶聚酰胺后得到的高光阻燃聚酰胺材料的光泽度得到提高。与传统的高光阻燃聚酰胺材料相比,这种添加了非晶聚酰胺的高光阻燃聚酰胺材料的表面光泽度较高。(The invention discloses a high-gloss flame-retardant polyamide material and a preparation method thereof, wherein the high-gloss flame-retardant polyamide material comprises, by mass, 50-80 parts of polyamide base material, 3-20 parts of amorphous polyamide, 8-15 parts of flame retardant and 4-15.5 parts of auxiliary agent. According to the high-gloss flame-retardant polyamide material, the amorphous polyamide is added, the surface of the high-gloss flame-retardant polyamide material can be coated with the amorphous polyamide, and the glossiness of the surface of the amorphous polyamide is higher than that of the polyamide base material, so that the glossiness of the high-gloss flame-retardant polyamide material obtained after the amorphous polyamide is added is improved. Compared with the traditional high-gloss flame-retardant polyamide material, the high-gloss flame-retardant polyamide material added with the amorphous polyamide has higher surface glossiness.)
技术领域
本发明涉及高分子新材料技术领域，尤其是涉及一种高光阻燃聚酰胺材料及其制备方法。
背景技术
聚酰胺俗称尼龙(Nylon)，英文名称Polyamide(简称PA)，密度1.15g/cm，是分子主链上含有重复酰胺基团-[NHCO]-的热塑性树脂总称，PA的品种繁多，有PA6、PA66、PAll、PA12、PA46、PA610、PA612、PA1010等。
PA6作为一种常用的工程塑料，耐热温度高、结晶度高，机械强度、刚性大、尺寸稳定性好、耐油性及耐磨性能优异，并且价格相对便宜，性价比非常高的一款材料，所以在国内外深受欢迎。但是它也存在一些自身的缺陷，例如它的阻燃性能只能达到HB级，吸收性是塑料中最高的。
为了提高PA6的阻燃性，一般会选择在其中添加阻燃剂。常用的阻燃剂中主要分为有卤和无卤阻燃剂两大块。有卤阻燃剂由于对环境和人体造成一定的伤害，所以在很多场合禁止使用，无卤阻燃剂常用的包括MCA、APP、MPP、红磷、Mg(OH)2、Al(OH)3等阻燃剂，但是传统的无卤阻燃剂在聚酰胺共混改性中，会使得得到的聚酰胺材料表面粗糙，表面光泽度较差，影响使用。
发明内容
基于此，有必要提供一种表面光泽度较高的高光阻燃聚酰胺材料。
一种高光阻燃聚酰胺材料，按照质量份数，包括50份～80份的聚酰胺基料、3份～20份的非晶聚酰胺、8份～15份的阻燃剂以及4份～15.5份的助剂。
一种上述的高光阻燃聚酰胺材料的制备方法，包括如下步骤：
按照质量份数，将50份～80份的聚酰胺基料、3份～20份的非晶聚酰胺、3份～10份的增韧剂以及0.5份～3份的白矿油混合均匀后得到预混料；
按照质量份数，将8份～15份的阻燃剂、0.3份～1.5份的分散助剂、0.2份～1份的抗氧剂和所述预混料混合均匀，得到混合料；以及
对所述混合料进行熔融造粒，得到所述高光阻燃聚酰胺材料。
这种高光阻燃聚酰胺材料通过添加非晶聚酰胺，非晶聚酰胺可以包覆于高光阻燃聚酰胺材料表面，由于非晶聚酰胺的表面光泽度比聚酰胺基料的光泽度更高，从而使得添加非晶聚酰胺后得到的高光阻燃聚酰胺材料的光泽度得到提高。与传统的高光阻燃聚酰胺材料相比，这种添加了非晶聚酰胺的高光阻燃聚酰胺材料的表面光泽度较高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
其中：
图1为一实施方式的高光阻燃聚酰胺材料的制备方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种高光阻燃聚酰胺材料，按照质量份数，包括50份～80份的聚酰胺基料、3份～20份的非晶聚酰胺、8份～15份的阻燃剂以及4份～15.5份的助剂。
这种高光阻燃聚酰胺材料通过添加非晶聚酰胺，非晶聚酰胺可以包覆于高光阻燃聚酰胺材料表面，由于非晶聚酰胺的表面光泽度比聚酰胺基料的光泽度更高，从而使得添加非晶聚酰胺后得到的高光阻燃聚酰胺材料的光泽度得到提高。与传统的高光阻燃聚酰胺材料相比，这种添加了非晶聚酰胺的高光阻燃聚酰胺材料的表面光泽度较高。
优选的，4份～15.5份的助剂为0.3份～1.5份的分散助剂、3份～10份的增韧剂、0.2份～1份的抗氧剂和0.5份～3份的白矿油。
分散剂和白矿油可以对聚酰胺基料和非晶聚酰胺起到分散效果，从而将聚酰胺基料和非晶聚酰胺与阻燃剂分散开，使得高光阻燃聚酰胺材料更好的分散，不会出现团聚现象，从而降低了高光阻燃聚酰胺材料的表面粗糙。
此外，分散剂和白矿油可以对聚酰胺基料和非晶聚酰胺起到的分散效果，还可以让阻燃剂更好的分散在高光阻燃聚酰胺材料中，从而使得较少的阻燃剂量即可达到更好的阻燃效果。结合测试例部分的数据可以看出，制得的高光阻燃聚酰胺材料的阻燃等级可以达到(1.6mm)UL94-V0。
具体来说，分散助剂可以选自乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸、硬脂酸、芥酸酰胺和硅酮中的至少一种。
具体来说，增韧剂可以选自POE接枝马来酸酐、三元乙丙橡胶、乙烯醋酸乙烯酯共聚物和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的至少一种。
具体来说，抗氧剂可以为质量比为1：1或2：3的受阻酚类主抗氧剂和亚磷酸酯协效类抗氧剂。
具体来说，白矿油可以选自白矿油5号、白矿油7号、白矿油10号和白矿油15号中的至少一种。
优选的，本实施方式中，阻燃剂为无卤阻燃剂。
具体来说，无卤阻燃剂可以为平均粒径小于10μm的三聚氰胺氰尿酸盐。
优选的，本实施方式中，聚酰胺基料为粘度为1.8～2.8的聚酰胺，非晶聚酰胺的熔融温度低于200℃。
具体来说，聚酰胺基料为粘度为1.8～2.8的PA6、PA66、PAll、PA12、PA46、PA610、PA612或PA1010。
聚酰胺基料选择粘度为1.8～2.8的聚酰胺，粘度较低，从而使得聚酰胺基料可以更好的浸润和包覆阻燃剂。
非晶聚酰胺的熔融温度低于200℃，使得非晶聚酰胺可以更好的包覆于高光阻燃聚酰胺材料表面。
在一个特别的实施例中，高光阻燃聚酰胺材料包括76份的聚酰胺基料、5份的非晶聚酰胺、12份的阻燃剂、0.5份的分散助剂、5份的增韧剂、0.5份的抗氧剂和1份的白矿油。
优选的，本发明中，高光阻燃聚酰胺材料中各组分的总份数为100份。
结合图1，本发明还公开了一实施方式的高光阻燃聚酰胺材料的制备方法，包括如下步骤：
S10、按照质量份数，将50份～80份的聚酰胺基料、3份～20份的非晶聚酰胺、3份～10份的增韧剂以及0.5份～3份的白矿油混合均匀后得到预混料。
优选的，还包括在S10之前，对50份～80份的聚酰胺基料和3份～20份的非晶聚酰胺在100℃～120℃的条件下干燥2h～3h的操作。
S20、按照质量份数，将8份～15份的阻燃剂、0.3份～1.5份的分散助剂、0.2份～1份的抗氧剂和预混料混合均匀，得到混合料。
S30、对混合料进行熔融造粒，得到高光阻燃聚酰胺材料。
优选的，对混合料进行熔融造粒的操作为：采用双螺杆挤出机对混合料进行熔融挤出后冷却风干切粒，其中，双螺杆挤出机的工艺参数设置如下：一段温度为210℃～220℃，二段温度为225℃～235℃，三段温度为235℃～245℃，四段温度为235℃～245℃，五段温度为235℃～245℃，六段温度为225℃～235℃，七段温度为225℃～235℃，八段温度为240℃～250℃，九段温度为220℃～230℃，机头温度为240℃～250℃，主机转速度为350rpm～400rpm，喂料速度为25rpm～30rpm。
本实施方式中，通过白矿油对聚酰胺基料和非晶聚酰胺进行预分散处理效果，使得聚酰胺基料和非晶聚酰胺和阻燃剂预分散开，使得后续挤出过程中混合料可以更好的分散，不会出现团聚现象，从而降低制得的高光阻燃聚酰胺材料的表面粗糙。
此外，上述预分散处理，还可以让阻燃剂更好的分散在高光阻燃聚酰胺材料中，从而使得较少的阻燃剂量即可达到更好的阻燃效果。结合测试例部分的数据可以看出，制得的高光阻燃聚酰胺材料的阻燃等级可以达到(1.6mm)UL94-V0。
以下为具体实施例。
实施例1
按照质量份数，将76份的粘度为2.0的尼龙6、5份的熔融温度在160℃左右的非晶聚酰胺、5份的POE接枝马来酸酐增韧剂和1份的白矿油10号置于高速混合机上搅拌均匀，得到混合基料备用。
按照质量份数，将0.5份的乙撑双硬脂酰胺、0.5份的质量比为1：1的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、12份的平均粒径低于10μm的三聚氰胺氰尿酸盐置于高速混合机中搅拌均匀，得到混合粉料备用。
将所得的混合基料和混合粉料一起放到高速混合机内混合，然后放于双螺杆挤出机内，各段温度设置为：一段210-220℃，二段225-235℃，三段235-245℃，四段235-245℃，五段235-245℃，六段225-235℃，七段225-235℃，八段240-250℃，九段220-230℃，机头240-250℃，主机转速度，350-400rpm，喂料速度25-30rpm。最后挤出的物质水冷后风干切粒，得到所需的高光阻燃聚酰胺材料。
实施例2
与实施例1的区别在于，将混合基料中的增韧剂去掉，其他条件都不变。
实施例3
与实施例1的区别在于，将混合基料中的白矿油去掉，其他条件都不变。
实施例4
与实施例1的区别在于，将混合粉料中的分散剂去掉，其他条件都不变。
对比例1
与实施例1的区别在于，将混合粉料中的非晶聚酰胺去掉，其他条件都不变。
测试例1
对实施例1～4以及对比例1得到所需的高光阻燃聚酰胺材料进行材料性能表征，得到下表1。
表1：五种高光阻燃聚酰胺材料的冲击强度测试、阻燃等级及表面性能数据
注：塑料阻燃等级由HB、V-2、V-1向V-0逐级递增。
从表1可以看出，实施例1的效果最佳，也可以看出，对比例1中去除了非晶聚酰胺后对光泽度的影响很大，增韧剂对冲击性能的提升较高，分散剂和预分散处理对阻燃等级有很大影响。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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