技术领域
[0001] 本发明涉及工程塑料技术领域，具体涉及一种阻燃尼龙组合物及其制备方法与应用。
相关背景技术
[0002] 近年来，新能源汽车、光伏储能等行业的快速发展促进了新能源连接器的需求。其中，阻燃尼龙材料由于具有均衡的力学性能、优异的阻燃性和电性能，被作为新能源连接器的常用材料。在常见的尼龙阻燃体系中，有机次膦酸盐阻燃体系由于其高电性能、易配色、力学性能良好等特点，得到越来越广泛的关注；然而，有机次膦酸盐的阻燃效率相对较低，想要达到0.8mm阻燃V‑0等级，阻燃剂往往需要加入很多，并在协效剂的协同作用下才能满足阻燃要求；而且，在实际生产时，为兼顾产品外观和生产效率，成型模温不能太高，此时需要提高料温或射速，但是过高的料温和射速容易导致产品注塑变色，导致阻燃尼龙材料在橙色和红色等鲜艳颜色的新能源连接器应用中十分受限。
[0003] CN104448801A公开了一种高光泽低翘曲的无卤阻燃聚酰胺及其制备方法，该技术通过在阻燃体系中引入马来酸酐接枝聚苯乙烯(PS)作为相容剂，且树脂基体使用共聚尼龙，所得产品外观质量优异，加工窗口较广；然而，该技术添加了有机次膦酸盐阻燃剂，而该有机次膦酸盐阻燃剂与尼龙的相容性较差，需要在添加量很高的情况下才可达到较好的阻燃性能，但是过高的加入量导致体系的流动性明显下降，注塑外观较差，表面浮纤严重。
[0004] CN109553968A公开了一种低吸水良外观阻燃的聚酰胺聚合物及其制备方法，该技术通过在体系中引入甲苯二异氰酸酯和聚酮，增加各组分的相容性和分散性来改善有机次膦酸盐阻燃聚酰胺的外观；然而，该技术中引入了活泼的异氰酸酯以及过氧化二异丙苯(DCP)等引发剂，易导致产品的过快老化，不适合量产；同时，为了提升产品的韧性及尺寸稳定性，产品在注塑完成后通常需要经过水煮处理，而有机次膦酸盐阻燃体系本身呈酸性，且橙色、红色等鲜艳颜色的色粉多为有机颜料、染料，在水煮处理时容易发生迁移，从而导致产品的颜色发生变化；因此，现有适用于鲜艳颜色产品的聚酰胺材料往往难以兼顾材料的耐水煮性能。
[0005] 针对上述阻燃尼龙材料存在的问题，开发一种阻燃性能优异、耐水煮、外观良好，尤其适用于鲜艳颜色产品连接器的阻燃尼龙材料是目前研究的重点。
具体实施方式
[0039] 为了更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例及对比例对本发明作进一步说明，其目的在于详细地理解本发明的内容，而不是对本发明的限制。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。本发明实施所涉及的实验试剂及仪器，除非特别说明，均为常用的普通试剂及仪器。
[0040] 其中，加工助剂选用抗氧剂和润滑剂，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂，二者的质量比为2:3，均为常规市售产品；所述润滑剂为酯类润滑剂；本发明中，所述抗氧剂与润滑剂的质量比为抗氧剂：润滑剂＝5:4。
[0041] 各实施例及对比例所述组分中：
[0042] 原位包覆剂1： 4700，采用高压自由基催化得到的乙烯‑丙烯酸乙酯‑马来酸酐共聚物，重量比为乙烯：丙烯酸乙酯：马来酸酐＝68.5:30:1.5，熔体流动速率为3‑10g/10min(测试条件为190℃、2.16kg，ISO 1133‑2011)；
[0043] 原位包覆剂2： 3410，采用高压自由基催化得到的乙烯‑丙烯酸丁酯‑马来酸酐共聚物，重量比为乙烯：丙烯酸丁酯：马来酸酐＝78:18:3，熔体流动速率为3‑10g/10min(测试条件为190℃、2.16kg，ISO 1133‑2011)；
[0044] 原位包覆剂3：乙烯‑丙烯酸甲酯‑甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物，LOTADER AX8900，阿科玛；
[0045] 玻璃纤维1：扁平比为3，短切长度为3mm，纤维直径为10μm，ECS3F‑03‑568H，巨石集团；
[0046] 玻璃纤维2：扁平比为3，短切长度为3mm，纤维直径为10μm，玻纤301HP‑3‑M3，重庆玻纤；
[0047] 玻璃纤维3：扁平比为1，短切长度为3mm，纤维直径为10μm，玻纤301HP‑3‑H，重庆玻纤；
[0048] 玻璃纤维4：扁平比为4，短切长度为3mm，纤维直径为10μm，ECS301‑HP‑3‑M4，重庆玻纤；
[0049] 玻璃纤维5：扁平比为6，短切长度为3mm，纤维直径为10μm，ECS4F‑03‑534A，巨石集团；
[0050] PA66，市售；
[0051] 半芳香族聚酰胺树脂：
[0052] A1：PA6I/6T，TI‑1207，山东广垠新材料有限公司；
[0053] A2：MXD6，市售；
[0054] A3：PA66/6T，NPD‑652，美国英威达；
[0055] 有机次膦酸盐阻燃剂：二乙基次磷酸铝，市售；
[0056] 协效剂1：三聚氰胺聚磷酸盐，市售；
[0057] 协效剂2：硼酸锌，市售；
[0058] 加工助剂：
[0059] 抗氧剂：抗氧剂1098及抗氧剂PEP‑36，质量比为2:3，市售；
[0060] 润滑剂：TR044W，市售。
[0061] 实施例1‑9和对比例1‑7
[0062] 实施例1‑9和对比例1‑7为本发明的阻燃尼龙组合物；实施例1‑9和对比例1‑7所述阻燃尼龙组合物的组分及重量份如表1‑3所示。
[0063] 实施例1‑9和对比例1‑7的阻燃尼龙组合物的制备方法包括以下步骤：
[0064] 将各组分混合均匀，随后置入双螺杆挤出机中熔融、挤出、造粒，即得所述阻燃尼龙组合物。
[0065] 所述双螺杆挤出机的长径比为36‑48：1，螺杆转速为300‑500rpm，挤出温度为230‑270℃。
[0066] 表1
[0067]
[0068]
[0069] 表2
[0070]
[0071] 表3
[0072]
[0073]
[0074] 效果例
[0075] 为了验证本发明所述产品的性能，将各实施例和对比例产品进行下述性能测试，具体步骤如下：
[0076] (1)外观等级测试：将实施例和对比例产品在120℃烘箱烘干4h后，注塑为90×55×2mm的普通色板，连续注塑，取第11‑15模，目视评估注塑外观等级；外观等级评定：1级表示表面外观良好，无明显浮纤；2级表示外观良好，仅局部有轻微浮纤；3级表示外观一般，局部出现浮纤；4级表示外观较差，表面浮纤较多；5级表示外观很差，表面浮纤非常严重；
[0077] (2)阻燃性能测试：将实施例和对比例的产品注塑成UL阻燃样条，根据UL94标准进行测试；
[0078] (3)水煮性能测试：将实施例和对比例的产品注塑成标准色板，在90℃水中水煮2h，水煮前后分别使用色差仪测试颜色L/a/b值，计算水煮前后颜色色差ΔE。
[0079] 测试结果如表4所示。
[0080] 表4
[0081]
[0082]
[0083] 从表4可以看出，当采用本发明的技术方案时，得到的阻燃尼龙组合物具有优异的阻燃性，阻燃厚度达到0.8mm，耐水煮变色性能优异，水煮前后ΔE小于6；同时制得的产品外观良好，外观等级均在3级及以上。
[0084] 比较实施例1‑2和对比例1可以看出，本发明特定原位包覆剂的选择对产品的外观性能能带来明显的影响；当原位包覆剂为马来酸酐接枝的聚烯烃‑不饱和烷基酯类聚合物时，得到的产品的外观性能和阻燃性能更优异。
[0085] 比较实施例1和对比例2、3可以看出，原位包覆剂的添加份数不在本发明范围内时，会对产品的综合性能产生影响；对比例2、3原位包覆剂的重量份过少或者过多；对比例2包覆剂过少，包覆阻燃剂的效果不佳，且外观较差；对比例3包覆剂过多，产品的阻燃性能下降，外观等级下降。
[0086] 比较实施例1、4‑7可以看出，当玻璃纤维的扁平比在本发明提供的范围内时，得到的产品的综合性能更优异。
[0087] 最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
