[发明专利]一种阻燃尼龙66及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于阻燃尼龙66的制备领域，尤其涉及一种阻燃尼龙66及其制备方法。

背景技术

尼龙66，即聚己二酰己二胺，其具有优良的力学强度、耐磨性、耐溶剂以及自润滑性，同时还具备使用温度范围宽和加工成型性能好的优点，尼龙66是目前产量最大、品种最多、用途最广、综合性能最好的工程塑料。尼龙66广泛应用于各种电子电气设备和生活用品中，如低压真空接触器、断路器、低压开关、插头、继电器外壳、薄壁电子电气元件、打火机等。但尼龙66作为一种有机高分子材料，其自身易燃烧，其极限氧指数只有21～23％，阻燃性能较差，严重限制了它的应用，所以改善尼龙66的阻燃性能具有重要的现实意义。

目前，已经公开的现有技术中，提高尼龙66阻燃性的方法主要有物理共混添加法和化学聚合反应法两种方式。其中，物理共混添加法所需阻燃剂用量大，成本高且易影响材料的力学性能，此外，由于阻燃剂与尼龙树脂的相容性差，容易导致阻燃剂团聚或向材料表面迁移，影响阻燃剂在尼龙中的分散，这在一定程度上降低了所制备得到的阻燃尼龙66的阻燃性。化学聚合反应法是将阻燃剂作为反应组分与聚合单体一起参与聚合反应，通过化学键永久连接于聚合物分子链中，具有永久阻燃性。但现有技术中聚合反应法中所需阻燃剂阻燃性能有限，分子结构较复杂，价格较昂贵，不利于大规模工业化生产。

因此，有必要提出一种新的化学聚合制备方法，制备出耐高温、阻燃性好和力学性能优异的阻燃尼龙66。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阻燃尼龙66及其制备方法。

本发明采用以下技术方案：一种阻燃尼龙66的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1：阻燃剂预聚体的制备：将阻燃剂双(4-羧基苯基)苯基氧化膦、二氨基吡啶溶于去离子水中形成反应体系，在氮气保护、100-120℃环境下搅拌反应3-5h，再将反应体系升温至170-180℃进一步聚合，之后减压抽真空，反应结束后生成阻燃剂预聚体；

步骤S2：中间体的制备：将聚合单体己二酸己二胺盐、步骤S1制备得到的阻燃剂预聚体溶于去离子水，并置于高压反应釜中，氮气吹扫后，将高压反应釜中温度保持在240-280℃、压强保持在2.0-3.0MPa，搅拌反应8-10h，而后于2小时内缓慢排气降压至1.0MPa，同时将高压反应釜内温度升温至290-310℃，得到尼龙预聚物；然后在氮气环境或真空条件下，控制温度在200-250℃之间，搅拌反应8-12h，得到中间体；

步骤S3：中间体离子化：将步骤S2中制备得到的中间体与正丁基溴混合溶于溶剂中，在25℃常温下搅拌反应4-8h，反应后将粗产物用去离子水沉降，过滤分离出的固体在真空干燥箱中60-80℃下干燥24-36小时，得到离子化中间体；

步骤S4：离子交换：将步骤S3中得到的固态离子化中间体浸泡于浓度为0.5-1mol/L的苯磺酰基苯磺酸钾的去离子水溶液中72-80小时，过滤分离后，在真空干燥箱中60-80℃温度下干燥24-36h，得到阻燃尼龙66。

作为本发明的进一步改进，步骤S1中的所述阻燃剂双(4-羧基苯基)苯基氧化膦、二氨基吡啶与去离子水的质量比为2.8-3.0∶1∶5-8。

作为本发明的进一步改进，步骤S2中的所述己二酸己二胺盐、阻燃剂预聚体与去离子水的质量比为7-8∶1∶5-8。

作为本发明的进一步改进，步骤S3中所述中间体、正丁基溴和溶剂的质量比为8-10∶1∶5-8。

作为本发明的进一步改进，步骤S3中的所述溶剂采用N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜中的一种或几种。

同时提出由上述阻燃尼龙66的制备方法所制备得到的阻燃尼龙66。

本发明阻燃尼龙66及其制备方法，相比于现有技术，具有制备原料易得，不含有价格昂贵的贵金属、容易操作、对设备的要求不高、成本低廉、所制备得到的阻燃尼龙66的阻燃性能优良等诸多优点。

具体实施方式

为了使本技术领域人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本发明做进一步的说明。实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1

一种阻燃尼龙66的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1：阻燃剂预聚体的制备：将30g阻燃剂双(4-羧基苯基)苯基氧化膦(简称BCPPO)、10g二氨基吡啶溶于50g去离子水中，在氮气保护、100℃下搅拌反应3h，再升温至170℃进一步聚合，最后减压抽真空，反应结束后生成阻燃剂预聚体。