[发明专利]一种P-N-Si协效阻燃聚酰胺6及其制备方法

说明书

本发明涉及聚酰胺6技术领域，公开了一种P‑N‑Si协效阻燃聚酰胺6及其制备方法。该P‑N‑Si协效阻燃聚酰胺6包括以下重量份的原料：100份己内酰胺，1~3份DOPO‑乙烯基硅氧烷共聚物，以三聚氰胺氰尿酸重量份计为2~6份的三聚氰胺氰尿酸和/或改性三聚氰胺氰尿酸，0.4~0.6份己二酸，4~6份水。本发明通过添加DOPO‑乙烯基硅氧烷共聚物，能有效防止三聚氰胺氰尿酸团聚，提高三聚氰胺氰尿酸的阻燃效率，因而本发明的聚酰胺6具有较高的阻燃性。

技术领域

本发明涉及聚酰胺6技术领域，尤其涉及一种P-N-Si协效阻燃聚酰胺6及其制备方法。

背景技术

聚酰胺6(尼龙6，PA6)产品在电子电气、交通运输、航天航空、面料服装、室内装饰等多个领域具有广泛应用。但其分子链上含有大量的碳、氢元素使其易被引燃，并且燃烧过程中产生大量有焰熔滴，易造成二次引燃而引发更大火灾，对民众生命财产安全构成相当大的威胁，因此，阻燃改性特别是无卤阻燃改性对于PA6具有非常重要的意义。用于PA6无卤阻燃改性的阻燃剂主要有磷系阻燃剂、氮系阻燃剂和无机阻燃剂，不同的阻燃剂对PA6起到不同的阻燃机理，其中，磷系阻燃剂可以在燃烧过程中分解生成包括PO·自由基的气态产物，可以捕获自由基，分解产物聚偏磷酸还可以使聚合物脱水而炭化，促进成炭；硅系阻燃剂在燃烧过程中可以迁移至表面，形成隔热隔氧的保护层；而氮系阻燃剂中最常用的三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)在燃烧时可产生N₂和NH₃等不燃气体覆盖在高聚物表面，稀释高聚物燃烧区域可燃性气体与氧气浓度。若能综合不同体系的阻燃剂，对PA6起到协同阻燃作用，则既能减少阻燃剂的用量，又能提高阻燃效率。

MCA作为聚酰胺6中最常用的阻燃剂，有着阻燃效果好、无毒环保以及价格低廉等优点。但MCA在聚酰胺中的添加量通常较大，一般要达到垂直燃烧中的V-0级需要添加10份及以上的含量，而大量的MCA容易在共混时会发生团聚，导致阻燃效率降低。公开号为CN109734898A的中国专利文献公开了一种新型P-N-Si协效阻燃共聚聚酰胺6及其制备方法，通过采用P-N-Si协效阻燃体系，将BCPPO衍生物阻燃预聚物、三聚氰胺氰尿酸盐、含硅阻燃剂与己内酰胺反应，通过共聚制备得到了P-N-Si协效共聚阻燃共聚聚酰胺6。由于协效作用，阻燃剂的阻燃效率较高。但该发明未能解决MCA易团聚的问题，MCA的阻燃效率不佳。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种P-N-Si协效阻燃聚酰胺6及其制备方法。本发明通过添加DOPO-乙烯基硅氧烷共聚物，能有效防止三聚氰胺氰尿酸团聚，提高其阻燃效率，因而本发明的聚酰胺6具有较高的阻燃性。

本发明的具体技术方案为：

一种P-N-Si协效阻燃聚酰胺6，其特征在于，包括以下重量份的原料：100份己内酰胺，1～3份DOPO-乙烯基硅氧烷共聚物，以三聚氰胺氰尿酸重量份计为2～6份的三聚氰胺氰尿酸和/或改性三聚氰胺氰尿酸，0.4～0.6份己二酸，4～6份水。

在本发明中，加入己二酸的目的是使聚酰胺6带有端羧基，为DOPO-乙烯基硅氧烷共聚物提供连接位点。此外，己二酸也作为聚酰胺6合成的封端剂发挥作用。

DOPO-乙烯基硅氧烷共聚物中含有少量-Si-OH，能与聚酰胺6中的羧基发生酯化反应，使DOPO-乙烯基硅氧烷共聚物与聚酰胺6共价连接。由于DOPO-乙烯基硅氧烷共聚物为笼型结构，分子结构较大，因而可以有效扩大聚酰胺6的层间距，使三聚氰胺氰尿酸(MCA)分子能够插层进入聚酰胺分子链中，从而减少MCA的团聚，使其具有良好的分散性，由此提高MCA的阻燃效率。