本发明涉及一种共价有机框架材料(cofs)阻燃聚酰胺树脂薄片,属于阻燃。
背景技术:
1、聚酰胺(polyamide,简称pa,尼龙)是大分子主链中含有酰胺基团(–conh–)的聚合物的统称,是五大工程塑料中用量最多的材料。pa6材料是聚酰胺中产量最大和用途最广的品种,由于拥有良好的韧性、自润滑性、耐热性、耐油性等优异性能,在电子封装、电器、运输等众多领域具有极其广泛的用途。
2、作为脂肪族材料,pa6含有大量的亚甲基结构,易于燃烧,而包括电子电器、航天航空、铁路运输等领域都要求pa6材料具有出色的阻燃性能和物理机械性能,因此赋予pa6材料优异的阻燃性能就成为了当前研究的重点,而研究开发适用于聚酰胺材料的高效无卤阻燃体系对于众多产业的环保发展尤为重要。
3、目前,用于聚酰胺的阻燃剂主要归纳为以下几种类型:(1)卤系阻燃剂,此类阻燃剂因其出色的阻燃效果、加工便利性以及与基材的良好兼容性而最初被广泛应用。然而,鉴于近年来国际社会推行了系列的环保法规,其使用遭到限制;(2)氮系阻燃剂,主要以三聚氰胺及其衍生物为核心,代表性产品有mca、mpp,此类阻燃剂虽有一定效能,但因添加量较大且与聚酰胺树脂易发生相分离,难以均匀混合,进而严重降低了材料的力学性能;(3)无机阻燃剂,代表为氢氧化镁和氢氧化铝,尽管此类阻燃剂环保且成本低廉,但因其阻燃效率不高、需添加量大以及与聚酰胺基体的相容性较差,导致力学性能的显著下降,限制了其在高性能聚酰胺材料中的应用;(4)磷系阻燃剂,主要以有机次膦酸盐为主要成分,该类阻燃剂通过在加热过程中释放惰性自由基来抑制火焰蔓延和发展。然而,在实际火灾场景中,由于持续的高温作用,其气相阻燃效果可能迅速减退,热释放速率及总热释放量的控制效果并不理想,甚至由于磷元素的存在可能增大燃烧时的产烟量,对火场中人员的逃生产生负面影响。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种共价有机框架材料cofs阻燃聚酰胺树脂薄片,该阻燃聚酰胺树脂薄片受到三嗪基cofs材料(mtm)高效阻燃作用,提高聚酰胺树脂的成炭性,降低基体的热释放速率、烟释放量,争取更多火灾疏散时间;本发明提供的阻燃聚酰胺树脂具有添加量少,制备方法简单,优异的力学性能,高效的成炭阻燃性能,低热释放速率和低产烟量等优点。
2、本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
3、一种共价有机框架材料cofs阻燃聚酰胺树脂薄片,包括以下组分及质量百分含量:包括以下组分及质量百分含量:聚酰胺60%~98%,mtm 2%~15%,抗氧剂1010 0.1%~1%和抗氧剂168 0.1%~1%;
4、组分还包括其他助剂,其他助剂的添加量不超过组分总质量的0.5%;
5、所述其他助剂包括:抗滴落剂、热稳定剂、增塑剂和交联剂中的至少一种。
6、该阻燃聚酰胺树脂薄片受到材料mtm高效阻燃作用,提高聚酰胺树脂薄片的成炭性,降低基体的热释放速率、烟释放量。
7、所述的mtm如式a所示:
8、
9、所述的聚酰胺选自pa6,pa66,pa11,pa1212,pa46,pa610,pa612,pa1010中的一种或几种的混合物。
10、所述的聚酰胺优选pa6,pa66其中的一种或二者的混合物
11、本发明涉及一种具有阻燃性能的聚酰胺树脂薄片的制备方法。该方法通过采用复合加工技术,能够在聚酰胺的熔融状态下进行有效的加工和制备。具体而言,该方法包括以下步骤:
12、制备共价有机框架材料cofs阻燃聚酰胺树脂薄片的方法,将原料混合均匀,一次性加入到共混设备中进行熔融共混;在聚酰胺的熔融条件下,利用螺杆挤出机挤出,然后切粒,收集后一次性加入到注塑机中,在聚酰胺熔融的条件下,利用注塑机注塑成型。
13、制备共价有机框架材料cofs阻燃聚酰胺树脂薄片的方法,将聚酰胺在密炼机或开炼机中加热至熔融状态,然后逐步加入其他必要的物料,混合均匀后的物料通过破碎造粒,得到所需的阻燃聚酰胺树脂颗粒,收集后一次性加入到注塑机中,在聚酰胺熔融的条件下,利用注塑机注塑成型。
14、通过上述方法制备的阻燃聚酰胺树脂,不仅具有良好的阻燃性能,还保持了聚酰胺原有的机械强度和热稳定性,适用于多种工业应用领域,如电子电器、汽车制造、建筑材料等,满足市场对高性能阻燃材料的需求。
15、有益效果
16、1、本发明的一种共价有机框架材料(cofs)阻燃聚酰胺树脂薄片,与现有技术相比,创新性的将共价有机框架材料用于聚酰胺树脂中,通过催化降解、吸热、熔滴中断热交换、惰性气体的稀释以及凝聚相交联反应的协同作用,赋予了聚酰胺树脂出色的阻燃性能。首先,mtm催化聚酰胺树脂提前降解,使样品快速形成“低温”熔滴,带走大量热量,为中断热交换机理;其次,mtm能够改变聚酰胺分子链的裂解位点,使聚酰胺树脂降解时主要产生可燃性气体的过程,转变为部分聚酰胺分子发生交联,成炭作用;最后,mtm在降解时产生大量的惰性气体,稀释了可燃性气体的浓度,并使聚酰胺由表及里的降解过程转变为表里同时降解,这有助于基体内部快速交联成炭,以及产生聚集惰性气体的气泡。由于聚酰胺树脂收到mtm高效阻燃作用,热释放速率峰值、产烟量明显降低,与未添加阻燃剂的纯聚酰胺体系相比有明显改善。
17、2、本发明的一种共价有机框架材料(cofs)阻燃聚酰胺树脂薄片,具有无卤环保的高阻燃性能,无磷添加,良好的力学性能,高透明性等优点。断裂伸长率在350%以上,垂直燃烧级别达到ul94v-0级别,锥形量热仪热释放速率峰值低于340kw/m2,火灾危险性大幅降低。
18、3、本发明的一种共价有机框架材料(cofs)阻燃聚酰胺树脂薄片,能够提高聚酰胺树脂的成炭性,降低基体的热释放速率、烟释放量,争取更多火灾疏散时间。
1.一种共价有机框架材料cofs阻燃聚酰胺树脂薄片,其特征在于:包括以下组分及质量百分含量:聚酰胺60%~98%,mtm2%~15%,抗氧剂1010 0.1%~1%和抗氧剂1680.1%~1%;
2.如权利要求1所述共价有机框架材料cofs阻燃聚酰胺树脂薄片,其特征在于:所述的mtm为:
3.如权利要求1所述共价有机框架材料cofs阻燃聚酰胺树脂薄片,其特征在于:所述的聚酰胺为pa6,pa66,pa11,pa1212,pa46,pa610,pa612,pa1010中的一种或几种的混合物。
4.制备如权利要求1或2或3所述共价有机框架材料cofs阻燃聚酰胺树脂薄片的方法,其特征在于:将原料混合均匀,一次性加入到共混设备中进行熔融共混;在聚酰胺的熔融条件下,利用螺杆挤出机挤出,然后切粒,收集后一次性加入到注塑机中,在聚酰胺熔融的条件下,利用注塑机注塑成型。
5.制备如权利要求1或2或3所述共价有机框架材料cofs阻燃聚酰胺树脂薄片的方法,其特征在于:将聚酰胺在密炼机或开炼机中加热至熔融状态,然后逐步加入其他必要的物料,混合均匀后的物料通过破碎造粒,得到所需的阻燃聚酰胺树脂颗粒,收集后一次性加入到注塑机中,在聚酰胺熔融的条件下,利用注塑机注塑成型。