[发明专利]一种无卤阻燃聚酰胺复合材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种无卤阻燃聚酰胺复合材料及其制备方法与应用，包括如下重量份的组分：聚酰胺树脂80‑95份、阻燃剂5‑20份、超支化树脂0.1‑2份，结晶促进剂0.1‑2份。本发明提供的无卤阻燃聚酰胺复合材料具有注塑模垢少，产品脱模力小，成型周期短的优点。

技术领域

本发明属于工程塑料技术领域，具体涉及一种无卤阻燃聚酰胺复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

氰尿酸三聚氰胺盐(MCA)阻燃聚酰胺具有阻燃性能好，性价比高，电性能高等优点，在电子电气行业中被广泛应用，典型的如端子连接器，马达骨架等。但是，MCA对剪切和温度较敏感，在挤出和注塑过程中极容易发生降解，当注塑的产品尺寸较大或存在较多的剪切结构时，这种降解作用会更加明显，会导致MCA阻燃聚酰胺中残存较多的挥发性有机化合物，较多的挥发性有机化合物在连续注塑生产过程中会导致产品外观出现亮斑、困气、气泡等一系列问题。而且，当MCA阻燃的聚酰胺复合材料在端子连接器行业应用时，客户对产品的成型周期十分看重，如果冷却时间不足或周期较短会导致产品无法脱模或产品出现被顶高、顶穿等生产异常。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种无卤阻燃聚酰胺复合材料及其制备方法与应用。

为达到其目的，本发明所采用的技术方案为：一种无卤阻燃聚酰胺复合材料，其包括如下重量份的组分：聚酰胺树脂80-95份、阻燃剂5-20份、超支化树脂0.1-2份，结晶促进剂0.1-2份。

本发明加入超支化树脂，通过降低聚酰胺分子链在挤出和注塑过程中的摩擦，能够大幅度降低材料在挤出和注塑过程中因剪切导致的降解，以及由于剪切生热导致的局部温度过高导致的材料组分分解，同时能够提高材料的流动性，拓宽材料的加工窗口。同时加入结晶促进剂，使结晶温度进一步提升，从而使成品具有较低的挥发性有机化合物含量和短成型周期的特点。

优选地，所述超支化树脂为超支化聚酯，所述的超支化聚酯的数均分子量为2000-6000g/mol。本申请发明人经过大量创造性试验探究后发现，采用数均分子量为2000-6000g/mol的超支化聚酯带来的降低分子间摩擦作用的效果远高于常规润滑剂的作用效果，从而实现提高成品加工流动性和降低挥发性有机化合物含量。

优选地，所述结晶促进剂为聚酰胺类结晶促进剂。加入结晶促进剂能够改善由于引入超支化树脂而导致的结晶速度变慢的问题，缩短材料的注塑周期。

优选地，所述聚酰胺树脂的熔点低于270℃，所述聚酰胺树脂的熔点通过差示扫描量热分析仪依据ISO11357-1-2018测试标准，在氮气气氛中以10℃/min升降温速率进行测量。优选地，所述聚酰胺树脂为PA66、PA6和PA56中的一种或组合。需要说明的是，熔点高于270℃的聚酰胺树脂加工过程中会导致阻燃剂大量分解，产生的小分子气体或带来更多模垢，阻燃效果也会随之降低。

优选地，所述阻燃剂为氰尿酸三聚氰胺盐。更佳地，所述氰尿酸三聚氰胺盐中残余三聚氰胺含量小于0.03wt％，残余氰尿酸含量为0.01-0.1％，所述残余三聚氰胺和氰尿酸含量的测试标准为HG/T 5341-2018。

需要说明的是，阻燃剂热分解或剪切分解和聚酰胺树脂降解是挥发性有机化合物的主要来源之一，如果所述氰尿酸三聚氰胺盐中残余三聚氰胺含量过多，则三聚氰胺会直接升华导致挥发性有机化合物含量大幅升高。如果所述氰尿酸三聚氰胺盐中残留氰尿酸含量过高，则导致所述氰尿酸三聚氰胺盐的pH较低，聚酰胺树脂在较低pH环境下降解速度加快，从而导致挥发性有机化合物含量大幅升高。因此，控制所述氰尿酸三聚氰胺盐中残余三聚氰胺含量小于0.03wt％、残余氰尿酸含量为0.01-0.1％能够实现成品具有较低含量的挥发性有机化合物。

优选地，所述无卤阻燃聚酰胺复合材料还包括润滑剂0-3份和/或抗氧剂0.2-1份。