【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種兼具優(yōu)異力學(xué)與阻燃性能的共聚尼龍6樹(shù)脂，且其合成路線簡(jiǎn)單、工藝過(guò)程環(huán)保。
技術(shù)介紹
1、隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，新材料及其產(chǎn)品日益豐富，其中高分子材料尤其突出。高分子材料種類繁多，性能優(yōu)良，尼龍材料是高分子材料中綜合性能較好、應(yīng)用領(lǐng)域較寬的一種。但是，尼龍材料與絕大多數(shù)高分子材料一樣，是一類可燃性材料，遇火不能自熄，造成的火災(zāi)不計(jì)其數(shù)，對(duì)人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅，所以對(duì)其進(jìn)行阻燃改性的研究是十分必要的。尼龍6是尼龍材料中最常見(jiàn)、產(chǎn)量最大的一種，其具有優(yōu)異的力學(xué)性能、電絕緣性、耐候性和自潤(rùn)滑性，是一種應(yīng)用廣泛的工程塑料，同時(shí)因其質(zhì)輕、耐磨、不易被蟲蛀蝕等優(yōu)點(diǎn)而被用于制造合成纖維。但通常情況下尼龍6樹(shù)脂易燃，其極限氧指數(shù)較低，燃燒時(shí)發(fā)熱量大、火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤烨視?huì)產(chǎn)生大量的濃煙和熔滴，從而限制了它在軍用服裝、消防服裝、戶外用品、公共場(chǎng)合織物裝飾品等對(duì)阻燃要求較高領(lǐng)域的應(yīng)用。因此開(kāi)發(fā)綜合性能優(yōu)良的阻燃尼龍6樹(shù)脂對(duì)擴(kuò)大其應(yīng)用范圍、增加其附加值具有重要意義。
2、研究發(fā)現(xiàn)，在對(duì)尼龍6樹(shù)脂進(jìn)行阻燃改性的同時(shí)，必然會(huì)對(duì)它的其他性能造成不好的影響，所以在提高阻燃性能的同時(shí)，應(yīng)減小對(duì)其他性能的削弱；另一方面，要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，還必須考慮到成本和環(huán)境等問(wèn)題。目前，為了制備阻燃尼龍6樹(shù)脂通常采用的方法主要包括共混法和聚合法兩大類。傳統(tǒng)制備阻燃尼龍6樹(shù)脂的方法主要是在尼龍基體中加入一些不含反應(yīng)基團(tuán)的阻燃劑，這類阻燃劑的添加量較大，在樹(shù)脂中的分散不均，容易導(dǎo)致得到的阻燃尼龍6樹(shù)脂的物理機(jī)械性能較差；其次，添加某些含反
3、中國(guó)專利201110134496.8涉及一種阻燃尼龍6納米復(fù)合材料，解決了尼龍6/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料的易燃性難題。此材料的特點(diǎn)是采用膨脹阻燃劑三聚氰胺聚磷酸鹽(mpp)和粘土片層協(xié)同阻燃，其中有機(jī)粘土是用質(zhì)子化的addt與粘土溶液反應(yīng)制成，它能在樹(shù)脂基體中很好地剝離，并使復(fù)合材料達(dá)到ul94-v0級(jí)。中國(guó)專利cn200810157191.7公開(kāi)了一種協(xié)同阻燃尼龍6的制備方法，首先在室溫下，將氫氧化鈉水溶液加入到硝酸鋁和硝酸鎂水溶液中進(jìn)行反應(yīng)；然后向前述反應(yīng)體系加入已溶解的硬脂酸鈉水溶液后繼續(xù)反應(yīng)；將產(chǎn)物抽濾洗滌、烘干即得改性層狀雙氫氧化鎂鋁粉料；分別稱取微膠囊紅磷、改性層狀雙氫氧化鎂鋁粉料及尼龍6粒料，烘干；將上述已烘干的三種料預(yù)混合，在雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混并擠出造粒，烘干后即得到協(xié)同阻燃尼龍6母粒。本專利技術(shù)使用過(guò)硫酸銨作為引發(fā)劑，制備的微膠囊紅磷的著火點(diǎn)超過(guò)450℃；當(dāng)尼龍6復(fù)合材料垂直燃燒性能達(dá)到v-0級(jí)，loi達(dá)到28％以上時(shí)，所需阻燃劑的量少，且使用的阻燃劑均為廉價(jià)的無(wú)鹵阻燃劑，這樣可降低成本。通過(guò)添加阻燃劑得到的共混型阻燃尼龍復(fù)合材料的阻燃性能可得到顯著改善，但其力學(xué)性能的下降幅度較大。中國(guó)專利201510435858.5涉及一種阻燃尼龍66共聚物材料及其制備方法，主要是將含磷阻燃劑與二元胺或二元醇反應(yīng)得到阻燃劑預(yù)聚體，然后將阻燃劑預(yù)聚體與尼龍66預(yù)聚體反應(yīng)得到阻燃尼龍66共聚物材料。該方法制得的阻燃尼龍66共聚物材料具有阻燃劑添加量少、力學(xué)性能優(yōu)良、阻燃持久性好等優(yōu)點(diǎn)，垂直燃燒測(cè)試可達(dá)ul94v-0級(jí)，極限氧指數(shù)在32％以上。但其引入的含磷阻燃劑初始分解溫度較低，得到的尼龍66共聚物材料的樹(shù)脂粘度較低，力學(xué)強(qiáng)度較差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，研發(fā)出一種兼具優(yōu)異力學(xué)與阻燃性能的共聚尼龍6樹(shù)脂，且其合成路線簡(jiǎn)單、工藝過(guò)程環(huán)保。
2、為了實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)的目的，總的專利技術(shù)構(gòu)思為：選用含磷二元酸和低分子量端氨基有機(jī)硅（mn≤2000）為原材料，經(jīng)成鹽反應(yīng)制備得到組分a，再與己內(nèi)酰胺共聚即可得到一種具有協(xié)同阻燃效果的共聚尼龍6樹(shù)脂。
3、本專利技術(shù)是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
4、一種具有協(xié)同阻燃效果的共聚尼龍6樹(shù)脂及其制備方法，其特征在于，具有協(xié)同阻燃效果的共聚尼龍6樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)特征如式ⅰ所示。
5、
6、上述的n可以為0~23中的任意整數(shù)。
7、一種具有協(xié)同阻燃效果的共聚尼龍6樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，主要包括如下步驟：
8、1）選用含磷二元酸和低分子量端氨基有機(jī)硅（mn≤2000）為原料，在去離子水中，經(jīng)成鹽反應(yīng)制備得到組分a；
9、2）組分a、己內(nèi)酰胺、催化劑按一定配比投料，經(jīng)共聚即可得到一種具有協(xié)同阻燃效果的共聚尼龍6樹(shù)脂。
10、上述的含磷二元酸的結(jié)構(gòu)特征如式ⅱ所示，所述的低分子量端氨基有機(jī)硅（mn≤2000）的結(jié)構(gòu)特征如式ⅲ所示，其中，n可以為0~23中的任意整數(shù)。
11、
12、上述的含磷二元酸與低分子量端氨基有機(jī)硅（mn≤2000）的成鹽投料摩爾比為1:1-1.01，優(yōu)選為1:1-1.005，所述的去離子水添加量為含磷二元酸與低分子量端氨基有機(jī)硅總質(zhì)量的10~40%，優(yōu)選為20~30%。
13、上述的組分a與己內(nèi)酰胺的投料質(zhì)量比為1:5-15，優(yōu)選為1:6-10。
14、上述的催化劑為磷酸、亞磷酸、次磷酸鈉中的一種，添加量為組分a和己內(nèi)酰胺總質(zhì)量的0.1-0.5%。
15、上述的共聚的具體過(guò)程為：投料后用高純氮?dú)庵脫Q高溫高壓反應(yīng)釜內(nèi)空氣3~4次，升溫至200~210℃，保持釜內(nèi)壓力2.0~2.5mpa，保壓2.0~3.0h后，緩慢放氣，并繼續(xù)升溫至240~250℃，放氣至常壓，排出體系中的水，然后逐步抽真空，使體系減壓至-0.05~-0.09mpa，放料即得具有協(xié)同阻燃效果的共聚尼龍6樹(shù)脂。
16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果在于：
17、（1）選用高純度、高阻燃元素含量、且熱穩(wěn)定性良好的含磷二元酸作為共聚單體之一，有效解決某些反應(yīng)型阻燃劑存在的受熱易分解的問(wèn)題；
18、（2）在尼龍分子主鏈中引入低分子量端氨基有機(jī)硅（mn≤2000）結(jié)構(gòu)，發(fā)揮氮-磷-硅協(xié)效阻燃效果的同時(shí)可以在一定程度提升韌性和抗沖擊性能；
19、（3）針對(duì)特定下游應(yīng)用場(chǎng)所對(duì)共聚尼龍6樹(shù)脂強(qiáng)度、韌性、阻燃等級(jí)的不同需求，實(shí)現(xiàn)定制化、差異化、功能化生產(chǎn)，極大地豐富共聚尼龍6樹(shù)脂的產(chǎn)品種類。
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1.一種具有協(xié)同阻燃效果的共聚尼龍6樹(shù)脂及其制備方法，其特征在于，具有協(xié)同阻燃效果的共聚尼龍6樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)特征如式Ⅰ所示
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有協(xié)同阻燃效果的共聚尼龍6樹(shù)脂，其特征在于，所述的n可以為0~23中的任意整數(shù)。
3.一種具有協(xié)同阻燃效果的共聚尼龍6樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，主要包括如下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有協(xié)同阻燃效果的共聚尼龍6樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，所述的含磷二元酸的結(jié)構(gòu)特征如式Ⅱ所示，所述的低分子量端氨基有機(jī)硅（Mn≤2000）的結(jié)構(gòu)特征如式Ⅲ所示，其中，n可以為0~23中的任意整數(shù)
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有協(xié)同阻燃效果的共聚尼龍6樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，所述的含磷二元酸與低分子量端氨基有機(jī)硅（Mn≤2000）的成鹽投料摩爾比為1:1-1.01，優(yōu)選為1:1-1.005，所述的去離子水添加量為含磷二元酸與低分子量端氨基有機(jī)硅總質(zhì)量的10~40%，優(yōu)選為20~30%。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有協(xié)同阻燃效果的共聚尼龍6樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，所述的組分
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有協(xié)同阻燃效果的共聚尼龍6樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，所述的催化劑為磷酸、亞磷酸、次磷酸鈉中的一種，添加量為組分A和己內(nèi)酰胺總質(zhì)量的0.1-0.5%。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有協(xié)同阻燃效果的共聚尼龍6樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，所述的共聚的具體過(guò)程為：投料后用高純氮?dú)庵脫Q高溫高壓反應(yīng)釜內(nèi)空氣3~4次，升溫至200~210℃，保持釜內(nèi)壓力2.0~2.5MPa，保壓2.0~3.0h后，緩慢放氣，并繼續(xù)升溫至240~250℃，放氣至常壓，排出體系中的水，然后逐步抽真空，使體系減壓至-0.05~-0.09MPa，放料即得具有協(xié)同阻燃效果的共聚尼龍6樹(shù)脂。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種具有協(xié)同阻燃效果的共聚尼龍6樹(shù)脂及其制備方法，其特征在于，具有協(xié)同阻燃效果的共聚尼龍6樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)特征如式ⅰ所示
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有協(xié)同阻燃效果的共聚尼龍6樹(shù)脂，其特征在于，所述的n可以為0~23中的任意整數(shù)。
3.一種具有協(xié)同阻燃效果的共聚尼龍6樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，主要包括如下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有協(xié)同阻燃效果的共聚尼龍6樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，所述的含磷二元酸的結(jié)構(gòu)特征如式ⅱ所示，所述的低分子量端氨基有機(jī)硅（mn≤2000）的結(jié)構(gòu)特征如式ⅲ所示，其中，n可以為0~23中的任意整數(shù)
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有協(xié)同阻燃效果的共聚尼龍6樹(shù)脂的制備方法，其特征在于，所述的含磷二元酸與低分子量端氨基有機(jī)硅（mn≤2000）的成鹽投料摩爾比為1:1-1.01，優(yōu)選為1:1-1.005，所述的去離子水添加量為含磷二元酸與低分子量端氨...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吉增明，陳建新，陳亮，劉榮喜，陸燈紅，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：海陽(yáng)科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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