[发明专利]一种热塑性无卤阻燃增强生物基PA56和PA66复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种热塑性无卤阻燃增强生物基PA56和PA66复合材料及其制备方法，复合材料至少由以下质量百分比的原料制备而成：生物基PA56 10～65％，PA66 10～65％，无碱玻璃纤维为10～40％，阻燃剂为5～20％，所述阻燃剂的粒径为0.1～0.2微米。所述原料还可以进一步包括相容剂2～15％，阻燃协效剂1～10％，其它加工助剂0.1～5％。本发明的复合材料具有优良的综合力学性能、阻燃性能和加工性能，可以直接用于注塑成型。同时，所选原料之一具有生物基来源，在低碳、环保具有明显优势，能够提高产品竞争力。

技术领域

本发明属于工程塑料技术领域，涉及一种热塑性无卤阻燃增强生物基PA56和PA66复合材料。PA56具有生物基来源。产品具有良好的阻燃效果、优异的力学性能和可加工性，并具有环保优势，可用于注塑成型各种原料具有生物来源要求的汽车、机械和化工等领域制造耐热受力结构塑料零部件。

背景技术

聚酰胺俗称尼龙，是一类具有良好机械性能、电性能、耐热性、韧性、耐油性、耐磨性、耐化学药品性和自润滑性的聚合物材料，广泛应用于国民生活和生产的各个领域。但是，由于聚酰胺产品高吸水率的缺点，聚酰胺制品的尺寸稳定性、湿热稳定性、机械性能稳定性等在性能在实际应用中受到极大的挑战。为了进一步提高聚酰胺制品的环境适应性，拓展其应用领域，有必要对聚酰胺进行改性加工，玻璃纤维增强是一个重要的提高聚酰胺综合性能的有效手段。经过玻璃纤维增强改性后的聚酰胺在制品尺寸稳定性、抗蠕变能力、机械性能稳定性等都得到明显的改善。

同时，聚酰胺是一种自熄性聚合物材料，也就是具有一定的阻燃性，但其阻燃性能比较差，其垂直燃烧只能达到UL94V-2级，并且在燃烧过程中产生滴落，以致存在使用过程中引发火灾的潜在危险，尤其是在电子产品领域，因此，对聚酰胺的阻燃改性成为当今学术界和工业界共同关注的课题。

在众多的聚酰胺改性加工方案中，加工过程中添加阻燃剂体系提高聚酰胺的难燃性是制备阻燃级别聚酰胺复合材料的主要手段之一。阻燃剂是一类赋予聚合物难燃性的功能性助剂，主要是针对高分子材料的阻燃设计的；阻燃剂有多种类型，按使用方法可分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。添加型阻燃剂是通过机械混合方法加入到聚合物中使聚合物具有阻燃功能，目前添加型阻燃剂主要有有机阻燃剂和无机阻燃剂两大类，其中有机阻燃剂又包括卤系(有机氯化物和有机溴化物)和非卤系(氮系、磷系、氮磷系、硅系、硫系、硼系等)两大类。

随着全球安全环保意识的日益加强，人们对防火安全及制品阻燃的要求越来越高，低烟、低毒的环保型阻燃剂越来越受到人们的重视。目前，卤系阻燃剂仍在国内广泛使用，这类阻燃剂在热裂解及燃烧时会生成大量的烟尘及腐蚀性气体，而且有可能会释放出有毒致癌物，如多溴代苯并噁英和多溴代苯并呋喃；而且近年发现个别溴系阻燃剂(如多溴二苯醚类)本身对环境和人类健康存在潜在的危害性，这显然与当今的环保要求相悖。欧盟自2006年1月1日起，禁止所销售的电子电气设备中含有多溴联苯和多溴二苯醚。

氮系阻燃剂是一类新型高效阻燃剂，近年来受到越来越多的重视，与卤系阻燃剂相比较，氮系阻燃剂具有毒性小、阻燃效率高、腐蚀性小、与材料中的光稳定剂无冲突、热分解温度高和环境友好等优点。氮系阻燃剂主要包括三聚氰胺、二氰胺、胍等含氮有机化合物及其衍生物，其中应用最广泛的是氰尿酸三聚氰胺盐(MCA)。

氰尿酸三聚氰胺盐(MCA)是一种添加型的阻燃剂，具有无毒无臭无味、分解温度高、不仅阻燃效果好、加工时烟雾小、与聚合物基体之间的相容性好、无表明迁移现象等优点，主要用于聚酰胺、PBT、PP、环氧树脂、有机硅、聚氨酯、橡胶等聚合物材料的阻燃。MCA阻燃效果好，可以和其他助剂复合使用，与磷系、溴系、锑系等助燃及复合使用时有良好的协同效应。值得提及的是MCA应用于聚酰胺阻燃时，效果更明显。