本发明属于阻燃聚合物材料,具体涉及一种低游离三聚氰胺阻燃聚合物材料及其制备方法和应用。
背景技术:
1、在电子电气产品中,为了提高材料的阻燃性能通常会在其中添加各种阻燃剂(溴系、三氧化锑、有机磷酸酯、磷氮系、三聚氰胺盐类阻燃剂等)。在一些阻燃聚合物材料中,三聚氰胺盐类阻燃剂应用较为广泛,其可以以较小添加量实现较高的阻燃等级,例如尼龙体系(聚酰胺体系)、聚酯(pbt、pet)树脂体系等。但是在2023年1月由于欧洲化学管理局将三聚氰胺列入高度关注物质清单,reach法规要求三聚氰胺含量小于1000mg/kg,电子电气领域相关的塑料产品中对于三聚氰胺的管控引起较大关注。
2、现有技术cn 116655552a中公开了一种降低三聚氰胺氰尿酸盐中三聚氰胺含量的方法,其主要采用超声反应合成、摩尔比投料、原料润湿分散、滤饼水洗、母液循环利用的方法进行mca合成,达到降低mca产品中游离三聚氰胺含量,但是此方法主要是对原材料端三聚氰胺含量降低,对于阻燃改性生产加工过程中产生的三聚氰胺,无法有效进行改善。现有技术中尚无报道有效降低阻燃聚合物材料中三聚氰胺含量的解决方案,传统的思路是通过替换三聚氰胺盐类阻燃剂进行降低三聚氰胺含量,但是可能会导致阻燃剂种类的替换及用量和成本的增加甚至增加环境污染的风险,通过采用添加一些反应物进行三聚氰胺含量控制,可能会导致材料机械性能变差或颜色发生变化的问题。因此,本领域亟需开发一种低游离三聚氰胺阻燃聚合物材料,以符合欧盟reach法规对于三聚氰胺含量管控要求,同时具有较好的机械性能且能够保持材料本色。
技术实现思路
1、本发明的目的在于,克服上述现有技术中存在的不足或缺陷,而提供一种低游离三聚氰胺阻燃聚合物材料,同时具有较好的机械性能且不变色的聚合材料。
2、本发明的另一目的在于,提供所述低游离三聚氰胺阻燃聚合物材料的制备方法。
3、本发明的另一目的在于,提供所述低游离三聚氰胺阻燃聚合物材料的应用。
4、为实现上述目的,本发明通过以下技术方案来实现的:
5、一种低游离三聚氰胺阻燃聚合物材料,包括如下按照重量份计算的组分:
6、聚合物树脂 80~90份;
7、三聚氰胺类阻燃剂 5~15份;
8、三聚氰胺吸收剂a 0.1~5份;
9、或
10、聚合物树脂 80~90份;
11、三聚氰胺类阻燃剂 5~15份;
12、三聚氰胺吸收剂b 0.8~10份;
13、其中,所述三聚氰胺吸收剂a为氰尿酸;三聚氰胺吸收剂b为磷酸、芳香类酸、中长碳链脂肪二酸的一种或几种;所述中长碳链脂肪二酸中碳原子数为6~22;所述聚合物树脂为聚酰胺树脂和/或聚酯树脂。
14、本发明中提供一种低游离三聚氰胺阻燃聚合物材料,发明人经过大量的实验研究发现,选用特定的三聚氰胺吸收剂加入到以三聚氰胺类为阻燃剂的聚合物树脂体系中,能够显著降低阻燃聚合物材料中的三聚氰胺含量,且制得的阻燃聚合物材料兼具较好的力学性能,且能保持材料的本身的颜色。
15、需要说明的是,本发明中所述低游离三聚氰胺阻燃聚合物材料中,所述聚合物树脂的含量不低于70wt%。
16、进一步地,所述三聚氰胺吸收剂a为0.2~2份;所述三聚氰胺吸收剂b为1~9份。
17、具体地,所述芳香类酸包括苯甲酸、对苯二甲酸或间苯二甲酸中的一种或几种。
18、具体地,中长碳链脂肪二酸包括己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸、十四碳二元酸、二十碳二元酸、二十二碳二元酸中的一种或几种。
19、进一步地,所述聚合物树脂为pa6、pa66、pbt或pet中的一种或几种。
20、在具体实施方式中,所述聚酰胺树脂的相对粘度为1~3。
21、在具体实施方式中,所述聚对苯二甲酸丁二酯树脂的相对粘度为0.5~1.5。
22、具体地,所述相对粘度的测定标准为iso 307-2019。
23、进一步地,所述三聚氰胺类阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐或三聚氰胺改性聚磷酸铵中的一种或几种。
24、具体地,所述三聚氰胺改性聚磷酸铵可以是三聚氰胺包覆聚磷酸铵。
25、进一步地,所述低游离三聚氰胺阻燃聚合物材料还包括0.5~3份阻隔剂。
26、具体地,所述阻隔剂包括二维材料和/或惰性反应的芳香族聚酰胺树脂。
27、具体地,所述二维材料包括云母、玻璃纤维或碳纤维中的一种或几种。
28、具体地,所述惰性反应的芳香族聚酰胺树脂可以为pa6t、pa6t/6i或pa9t等中的一种或几种。
29、进一步地,所述低游离三聚氰胺阻燃聚合物材料还包括0.1~2份助剂。
30、具体地,所述助剂包括抗氧剂、着色剂、光稳定剂、填料或润滑剂中的一种或几种。
31、本发明中,可以根据现有技术选择常用的抗氧剂。例如但不限于受阻酚类抗氧剂、硫醚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或几种。
32、具体地,所述受阻酚类抗氧剂为n,n’-六亚甲基双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺)(irganox 1098)、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(irganox1010)、1,6-己二醇双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯](irganox 259)、β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯(irganox 1076)或3,9-双{2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙烯酸]-1,1-二甲基}-2,4,8,10-四氧杂螺环十一烷(adk ao-80)中的一种或几种。
33、所述硫醚类抗氧剂为硫代二丙酸二硬脂醇酯、硫代二丙酸二月桂酯或季戊四醇类十二硫代丙酯中的一种或几种。
34、所述亚磷酸酯类抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(irganox 168)、双(2,6-二叔丁基-4-甲苯基)季戊四醇亚磷酸酯(pep-36)或627a中的一种或几种。
35、本发明中,可以根据现有技术选用常用的润滑剂。例如但不限于硬脂酸类润滑剂、聚乙烯类润滑剂、酰胺类润滑剂、石蜡类润滑剂或酯类润滑剂中的一种或几种。
36、具体地,所述硬脂酸类润滑剂可以为硬脂酸钙硬脂酸锌或硬脂酸镁中的一种或几种。
37、本发明中,可以根据现有技术选用常用的填料,例如但不限于云母粉和/或玻璃纤维。
38、本发明中,可以根据现有技术选用常用的着色剂,例如但不限于铁红、铬黄、酞青蓝、酞青绿或群青中的一种或几种。
39、本发明中,可以根据现有技术选用常用的光稳定剂,例如但不限于受阻胺类光稳定剂。
40、本发明还保护上述低游离三聚氰胺阻燃聚合物材料的制备方法,包括如下步骤:
41、将各组分按比例混合,加入双螺杆挤出机经熔融共混、挤出造粒得到低游离三聚氰胺阻燃聚合物材料。
42、在具体实施方式中,所述挤出造粒的温度为220~250℃。
43、本发明还保护上述低游离三聚氰胺阻燃聚合物材料在制备电子电气领域的改性塑料及制品中的应用。
44、与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
45、本发明提供一种低游离三聚氰胺阻燃聚合物材料,通过选用特殊的三聚氰胺吸收剂能够使制得的阻燃聚合物材料中三聚氰胺含量显著降低,符合reach法规同时具有较好的力学性能。
1.一种低游离三聚氰胺阻燃聚合物材料,其特征在于,包括如下按照重量份计算的组分:
2.根据权利要求1所述低游离三聚氰胺阻燃聚合物材料,其特征在于,所述三聚氰胺吸收剂a为0.2~2份;所述三聚氰胺吸收剂b为1~9份。
3.根据权利要求1所述低游离三聚氰胺阻燃聚合物材料,其特征在于,所述所述聚合物树脂为pa6、pa66、pbt或pet中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述低游离三聚氰胺阻燃聚合物材料,其特征在于,所述芳香类酸包括苯甲酸、对苯二甲酸或间苯二甲酸中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述低游离三聚氰胺阻燃聚合物材料,其特征在于,所述三聚氰胺类阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐或三聚氰胺改性聚磷酸铵中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述低游离三聚氰胺阻燃聚合物材料,其特征在于,所述三聚氰胺类阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐。
7.根据权利要求1所述低游离三聚氰胺阻燃聚合物材料,其特征在于,所述低游离三聚氰胺阻燃聚合物材料还包括0.5~3份阻隔剂。
8.根据权利要求1所述低游离三聚氰胺阻燃聚合物材料,其特征在于,所述低游离三聚氰胺阻燃聚合物材料还包括0.1~2份助剂。
9.一种权利要求1~8任一项所述低游离三聚氰胺阻燃聚合物材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
10.一种权利要求1~8任一项所述低游离三聚氰胺阻燃聚合物材料在制备电子电气领域改性塑料产品中的应用。