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CN103030970B - 一种防霉无卤阻燃pet/pa6合金材料及其制备方法 - Google Patents

一种防霉无卤阻燃pet/pa6合金材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防霉无卤阻燃PET/PA6合金材料及其制备方法，由包括以下重量份的组分制成：PET？10-30，PA6？40-70，加工助剂0.2-1.6，增容剂0.01-0.1，阻燃剂6-16，防霉助剂0.1-1，矿物粉10-30。本发明为无卤阻燃，不会带来二次污染，材料在使用时具有防霉效果。防霉助剂在光作用下可电离出负电子，产生带正电的空穴，电子与空气中的氧反应，产生过氧化氢；空穴与氧反应产生活性氧，都能达到杀死霉菌的作用。防霉助剂在无光照条件下，金属离子溶出，逐渐游离，与霉菌体接触时，会和菌体内的活性蛋白结合使之失去活性，从而达到杀死霉菌的作用，预防材料长霉。

Description

一种防霉无卤阻燃PET/PA6合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子合金技术领域，尤其涉及一种防霉无卤阻燃PET/PA6合金材料及其制备方法。
背景技术
聚己内酰胺（PA6）具有力学强度高、软化点高、冲击韧性好、耐热、耐溶剂的优点，但是价格比较高。聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是热塑性聚酯中重要的品种，耐蠕变及耐疲劳性能好，表面硬度高，且价格低。将PET与PA6制成合金材料可以降低PA6的使用成本，并且使体系具备良好的耐热性、耐溶剂性和机械性能。为改善二者相容性问题，需要加入增容剂。
目前，提高塑料材料阻燃性能最有效的方法之一是添加溴-锑复配体系阻燃剂。该体系阻燃效果好、添加量低、对材料的力学性能影响小，但由于其燃烧时产生溴化氢等有害物质，对人们的健康和环境都会造成极大地危害，且对材料的电性能影响很大，因此其应用范围越来越受到限制。欧盟议会和欧盟理事会2003年1月23日通过第2002／95／EC号《关于在电气电子设备中限制使用某些有害物质指令》，限制某些含溴阻燃剂在电子电气产品中的应用，因此高阻燃、高安全、低毒、低烟、无腐蚀性气体产生的无卤型阻燃材料己成为近年来阻燃材料研发的趋势。
近年来，霉菌腐蚀塑料的现象逐渐受到人们重视。塑料受霉菌腐蚀后表面性能会明显下降，常出现表面发粘、皱缩、变色等现象。霉菌在塑料表面生长后，制品受污染影响外观，会发出霉味，影响人体健康。实践已经证明聚酰胺材料制品也常常被霉菌所腐蚀，主要原因有：使用的有机添加剂通常含有霉菌生长的营养源；高分子材料本身就含有能被霉菌所吸收的碳源和氮源；注塑制品在成型时用了脱模剂，为霉菌生长提供帮助；塑料制品在贮存、运输、使用过程中，表面不可避免会沾有灰尘、油污等可供霉菌生长的营养物质，当温度和湿度适宜时就会长霉。
发明内容
本发明就是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种防霉无卤阻燃PET/PA6合金材料及其制备方法，该合金材料使用无卤阻燃剂，阻燃效果好，并且在气候温和、潮湿环境下也具有防霉的功能。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种防霉无卤阻燃PET/PA6合金材料，由包括以下重量份的组分制成：
PET10-30，
PA640-70，
加工助剂0.2-1.6，
增容剂0.01-0.1，
阻燃剂6-16，
防霉助剂0.1-1，
矿物粉10-30。
所述PET的黏度为0.7-1.3dL/g；所述PA6的黏度为2.4-2.8dL/g。
所述加工助剂为抗氧剂、润滑剂中的一种或几种；所述抗氧剂为季戊四醇硬酯抗氧剂、N，N’-六亚甲基双（3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺）抗氧剂、亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯抗氧剂中的一种或几种；所述润滑剂选自季戊四醇硬脂酸脂、白蜡油、褐煤蜡中的一种或几种。
所述增容剂选自双（2-恶唑啉）、乙烯-甲基丙烯酸钠离聚物或乙烯-甲基丙烯酸锌离聚物中的一种。
所述阻燃剂为磷系阻燃剂、氮系阻燃剂中的一种或几种；所述磷系阻燃剂选自磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、甲苯基二苯基磷酸酯、缩聚芳基磷酸酯中的一种或几种；所述氮系阻燃剂选自三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐、聚磷酸铵中的一种或几种。
所述防霉助剂为纳米氧化锌、纳米二氧化钛中的一种或两种。
所述矿物粉为经偶联剂表面处理的云母粉或滑石粉，粒径在600目到2000目之间；所述偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂。
一种防霉无卤阻燃PET/PA6合金材料的制备方法，包括以下步骤：
将PET与PA6分别于120℃下鼓风干燥3小时；按重量配比称取干燥好的PET10-30重量份、PA640-70重量份、加工助剂0.2-1.6重量份、增容剂0.01-0.1重量份、阻燃剂6-16重量份、防霉助剂0.1-1重量份和矿物粉10-30重量份，在高速混合机中混合均匀；将混合均匀的物料于双螺杆挤出机中挤出造粒；双螺杆挤出机的温度为200-270℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的PET/PA6合金材料为无卤阻燃，不会带来二次污染，并且材料在使用时具有防霉效果。纳米氧化锌和纳米二氧化钛在光作用下可电离出负电子，产生带正电的空穴，电子与空气中的氧反应，产生过氧化氢；空穴与氧反应产生活性氧，都能达到杀死霉菌的作用。纳米氧化锌和纳米二氧化钛在无光照条件下，金属离子溶出，逐渐游离，与霉菌体接触时，会和菌体内的活性蛋白结合使之失去活性，从而达到杀死霉菌的作用，预防材料长霉。
具体实施方式
下面结合各实施例详细描述本发明。
实施例1
将PET和PA6在120℃下鼓风干燥3小时，称取干燥的30份（重量份，下同）PET、干燥的50份PA6、0.1份褐煤蜡、0.05份季戊四醇硬酯抗氧剂、0.05份N，N’-六亚甲基双（3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺）、0.1份双（2-恶唑啉）、8份磷酸三苯酯、2份三聚氰胺氰尿酸盐、0.1份纳米氧化锌，10份1200目表面由硅烷偶联剂处理的云母粉，在高速混合机中混合5分钟，将混合均匀的物料于双螺杆挤出机中挤出造粒。挤出机温度设置为：Ⅰ区210℃、Ⅱ区220℃、Ⅲ区240℃、Ⅳ区260℃、Ⅴ区255℃、Ⅵ区255℃、Ⅶ区260℃、Ⅷ区260℃、IX区260℃、X区260℃、机头265℃，材料挤出后，经水冷、切粒，粒料在130℃下鼓风干燥3小时，由注塑机制成样条，23℃恒温下放置16小时后进行测试，性能测试结果见表1。
实施例2
将PET和PA6在120℃下鼓风干燥3小时，称取干燥的10份PET、干燥的70份PA6、1份褐煤蜡、0.3份季戊四醇硬酯抗氧剂、0.3份N，N’-六亚甲基双（3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺）、0.01份双（2-恶唑啉）、5份磷酸三苯酯、1份三聚氰胺氰尿酸盐、0.5份纳米氧化锌、14份1200目表面由硅烷偶联剂处理的云母粉，在高速混合机中混合5分钟，将混合均匀的物料于双螺杆挤出机中挤出造粒。挤出机温度设置为：Ⅰ区210℃、Ⅱ区220℃、Ⅲ区240℃、Ⅳ区260℃、Ⅴ区255℃、Ⅵ区255℃、Ⅶ区260℃、Ⅷ区260℃、IX区260℃、X区260℃、机头265℃，材料挤出后，经水冷、切粒，粒料在130℃下鼓风干燥3小时，由注塑机制成样条，23℃恒温下放置16小时后进行测试，性能测试结果见表1。
实施例3
将PET和PA6在120℃下鼓风干燥3小时，称取干燥的14份PET、干燥的40份PA6、0.5份褐煤蜡、0.15份季戊四醇硬酯抗氧剂、0.15份N，N’-六亚甲基双（3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺）、0.05份双（2-恶唑啉）、8份磷酸三苯酯、8份三聚氰胺氰尿酸盐、1份纳米氧化锌、30份1200目表面由硅烷偶联剂处理的云母粉，在高速混合机中混合5分钟，将混合均匀的物料于双螺杆挤出机中挤出造粒。挤出机温度设置为：Ⅰ区200℃、Ⅱ区225℃、Ⅲ区250℃、Ⅳ区260℃、Ⅴ区255℃、Ⅵ区255℃、Ⅶ区260℃、Ⅷ区260℃、IX区260℃、X区260℃、机头265℃，材料挤出后，经水冷、切粒，粒料在130℃下鼓风干燥3小时，由注塑机制成样条，23℃恒温下放置16小时后进行测试，性能测试结果见表1。
表1
由测试结果可知，阻燃剂添加10份，矿物粉添加10份时，材料阻燃效果即可达到FV-0级。加入1份纳米氧化锌，防霉等级即可达到0级。本发明的PET/PA6合金材料具有良好的防霉和阻燃效果。
实施例4
一种防霉无卤阻燃PET/PA6合金材料的制备方法，包括以下步骤：
将黏度为0.7-1dL/g的PET与黏度为2.4-2.5dL/g的PA6分别于120℃下鼓风干燥3小时；按重量配比称取干燥好的PET18重量份、PA645重量份、季戊四醇硬酯抗氧剂0.2重量份、亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯抗氧剂0.2重量份、润滑剂季戊四醇硬脂酸脂0.1重量份、增容剂乙烯-甲基丙烯酸钠离聚物0.03重量份、阻燃剂磷酸三甲苯酯5重量份、三聚氰胺聚磷酸盐3重量份、防霉助剂纳米二氧化钛0.3重量份和经钛酸酯偶联剂表面处理的滑石粉16重量份（粒径为600目），在高速混合机中混合均匀；将混合均匀的物料于双螺杆挤出机中挤出造粒；双螺杆挤出机的温度为200-250℃。
实施例5
一种防霉无卤阻燃PET/PA6合金材料的制备方法，包括以下步骤：
将黏度为1.1-1.3dL/g的PET与黏度为2.6-2.8dL/g的PA6分别于120℃下鼓风干燥3小时；按重量配比称取干燥好的PET25重量份、PA655重量份、加工助剂N，N’-六亚甲基双（3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺）抗氧剂0.3重量份、亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯抗氧剂0.3重量份、白蜡油0.4重量份、增容剂乙烯-甲基丙烯酸锌离聚物0.07重量份、阻燃剂甲苯基二苯基磷酸酯8重量份、三聚氰胺焦磷酸盐4重量份、防霉助剂纳米二氧化钛0.7重量份和经钛酸酯偶联剂表面处理的云母粉20重量份（粒径为2000目），在高速混合机中混合均匀；将混合均匀的物料于双螺杆挤出机中挤出造粒；双螺杆挤出机的温度为230-270℃。
实施例6
一种防霉无卤阻燃PET/PA6合金材料的制备方法，包括以下步骤：
将黏度为0.9-1.2dL/g的PET与黏度为2.7-2.8dL/g的PA6分别于120℃下鼓风干燥3小时；按重量配比称取干燥好的PET28重量份、PA662重量份、季戊四醇硬酯抗氧剂0.5重量份、亚磷酸三（2，4-二叔丁基苯基）酯抗氧剂0.5重量份、褐煤蜡0.3重量份、增容剂双（2-恶唑啉）0.08重量份、阻燃剂缩聚芳基磷酸酯10重量份、聚磷酸铵4重量份、防霉助剂纳米氧化锌0.9重量份和经硅烷偶联剂表面处理的滑石粉25重量份（粒径为1500-1800目），在高速混合机中混合均匀；将混合均匀的物料于双螺杆挤出机中挤出造粒；双螺杆挤出机的温度为220-260℃。
以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (5)

1.一种防霉无卤阻燃PET/PA6合金材料，其特征在于，由包括以下重量份的组分制成：
所述PET的黏度为0.7-1.3dL/g；所述PA6的黏度为2.4-2.8dL/g；
所述增容剂选自双(2-恶唑啉)、乙烯-甲基丙烯酸钠离聚物或乙烯-甲基丙烯酸锌离聚物中的一种；
所述防霉助剂为纳米氧化锌、纳米二氧化钛中的一种或两种。
2.如权利要求1所述的防霉无卤阻燃PET/PA6合金材料，其特征在于，所述加工助剂为抗氧剂、润滑剂中的一种或几种；所述抗氧剂为季戊四醇硬酯抗氧剂、N，N’-六亚甲基双(3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺)抗氧剂、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯抗氧剂中的一种或几种；所述润滑剂选自季戊四醇硬脂酸酯、白蜡油、褐煤蜡中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的防霉无卤阻燃PET/PA6合金材料，其特征在于，所述阻燃剂为磷系阻燃剂、氮系阻燃剂中的一种或几种；所述磷系阻燃剂选自磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、甲苯基二苯基磷酸酯、缩聚芳基磷酸酯中的一种或几种；所述氮系阻燃剂选自三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐、聚磷酸铵中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的防霉无卤阻燃PET/PA6合金材料，其特征在于，所述矿物粉为经偶联剂表面处理的云母粉或滑石粉，粒径在600目到2000目之间；所述偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂。
5.一种如权利要求1所述的防霉无卤阻燃PET/PA6合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将PET与PA6分别于120℃下鼓风干燥3小时；按重量配比称取干燥好的PET10-30重量份、PA640-70重量份、加工助剂0.2-1.6重量份、增容剂0.01-0.1重量份、阻燃剂6-16重量份、防霉助剂0.1-1重量份和矿物粉10-30重量份，在高速混合机中混合均匀；将混合均匀的物料于双螺杆挤出机中挤出造粒；双螺杆挤出机的温度为200-270℃。
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