1.一種N-P協效阻燃尼龍66,其特征是:先合成9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物的衍生物與二元胺反應的產物—含有P的阻燃劑A,再合成三聚氰胺與二元酸反應的產物二元酸三聚氰胺鹽和三聚氰酸與二元胺反應的產物三聚氰酸二元胺鹽,且二元酸三聚氰胺鹽和三聚氰酸二元胺鹽的等摩爾質量混合物為含有N的阻燃劑B,再將阻燃劑A、阻燃劑B與尼龍66鹽一同加入反應器,阻燃劑A與尼龍66進行共聚,阻燃劑B與尼龍66進行原位聚合,制得所述N-P協效阻燃尼龍66;
所述N-P協效阻燃尼龍66的外觀呈乳白色玻璃狀固體,熔點范圍為255~265℃,相對粘度范圍為2.0~3.0,阻燃等級為V0,拉伸強度70.0~82.0MPa、缺口沖擊強度3.5~5.0KJ/m2、彎曲強度100~120MPa,煙密度為10%~15%;
所述N-P協效阻燃尼龍66大分子的主體基本結構中至少包括以下幾種鏈段:
U鏈段(尼龍66鏈段)為式中m=50~300整數;
W鏈段為式中n=1~15整數,式中R為飽和C1~C3的直鏈烷基或不飽和的直鏈、支鏈或環狀的C3~C10的亞烷基,R1為飽和C4~C12的直鏈烷基或不飽和的直鏈、支鏈或環狀的C3~C10的亞烷基;
X鏈段為式中:n1=0~20整數,R2=為飽和C4~C12的直鏈烷基或不飽和的直鏈、支鏈或環狀的C3~C10的亞烷基;
Y鏈段(三聚氰胺三聚氰酸鹽)為
Z鏈段為:
式中:R2=為飽和C4~C12的直鏈烷基或不飽和的直鏈、支鏈或環狀的C3~C10的亞烷基;
所述9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物衍生物的化學結構通式為式中:R為飽和C1~C3的直鏈烷基或不飽和的直鏈、支鏈或環狀的C3~C10的亞烷基;
所述阻燃劑A為
式中:R為飽和C1~C3的直鏈烷基或不飽和的直鏈、支鏈或環狀的C3~C10的亞烷基;R1為飽和C4~C12的直鏈烷基或不飽和的直鏈、支鏈或環狀的C3~C10的亞烷基;
所述二元胺的化學結構通式為H2N-R1-NH2,式中R1為飽和C4~C12的直鏈烷基或不飽和的直鏈、支鏈或環狀的C3~C10的亞烷基;
所述二元酸的化學結構通式為HOOC-R2-COOH,式中R2為飽和C4~C12的直鏈烷基或不飽和的直鏈、支鏈或環狀的C3~C10的亞烷基;
所述二元酸三聚氰胺鹽的化學結構式為式中:R2為飽和C4~C12的直鏈烷基或不飽和的直鏈、支鏈或環狀的C3~C10的亞烷基;
所述三聚氰酸二元胺鹽的結構式為
式中:R1為飽和C4~C12的直鏈烷基或不飽和的直鏈、支鏈或環狀的C3~C10的亞烷基;
所述阻燃劑B為二元酸三聚氰胺鹽和三聚氰酸二元胺鹽的等摩爾質量混合物。
2.一種N-P協效阻燃尼龍66及其制備方法,其特征是步驟如下:
a、制備阻燃劑A:
在反應器①中,加入10摩爾9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物的衍生物、5L蒸餾水,加熱到80℃,在攪拌下使9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物衍生物均勻分散在蒸餾水中后,降溫至50℃,再加入10摩爾二元胺,攪拌混合,再降溫至室溫并靜置10小時使固體物析出,抽濾,固體物用蒸餾水洗滌后,固體物即制得的阻燃劑A;
所述9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物衍生物的化學結構通式為:式中:R為飽和C1~C3的直鏈烷基或不飽和的直鏈、支鏈或環狀的C3~C10的亞烷基;
所述二元胺的化學結構通式為H2N-R1-NH2,式中R1為飽和C4~C12的直鏈烷基或不飽和的直鏈、支鏈或環狀的C3~C10的亞烷基;
所述阻燃劑A為
式中:R為飽和C1~C3的直鏈烷基或不飽和的直鏈、支鏈或環狀的C3~C10的亞烷基;R1為飽和C4~C12的直鏈烷基或不飽和的直鏈、支鏈或環狀的C3~C10的亞烷基;
b、制備阻燃劑B:
將二元酸三聚氰胺鹽和三聚氰酸二元胺鹽按照等摩爾質量混合,即制得阻燃劑B;
所述二元酸三聚氰胺鹽的制備方法是:在反應器②中,將等摩爾三聚氰胺和二元酸分散在去離子水中,三聚氰胺與去離子水的質量比例范圍是1:4~8,攪拌均勻后,在80~90℃下反應2~3小時,抽濾,固體物即制得的二元酸三聚氰胺鹽;
所述二元酸的化學結構通式為HOOC-R2-COOH,式中:R2為飽和C4~C12的直鏈烷基或不飽和的直鏈、支鏈或環狀的C3~C10的亞烷基;
所述二元酸三聚氰胺鹽的化學結構式為式中:R2為飽和C4~C12的直鏈烷基或不飽和的直鏈、支鏈或環狀的C3~C10的亞烷基;
所述三聚氰酸二元胺鹽的制備方法是:在反應器③中,將等摩爾三聚氰酸和二元胺分散在去離子水中,三聚氰酸與去離子水的質量比例范圍是1:4~8,攪拌均勻后,在80~90℃下反應2~3小時,抽濾,固體物即制得的三聚氰酸二元胺鹽;
所述二元胺的化學結構通式為H2N-R1-NH2,式中:R1為飽和C4~C12的直鏈烷基或不飽和的直鏈、支鏈或環狀的C3~C10的亞烷基;
所述三聚氰酸二元胺鹽的化學結構式為式中:R1為飽和C4~C12的直鏈烷基或不飽和的直鏈、支鏈或環狀的C3~C10的亞烷基;
所述阻燃劑B的制備方法是:在室溫下,將所述二元酸三聚氰胺鹽和所述三聚氰酸二元胺鹽在容器內進行等摩爾質量混合均勻,即可;
c、制備N-P協效阻燃尼龍66:
取步驟a制得的2~5質量份阻燃劑A、步驟b制得的5~10質量份阻燃劑B、65~75質量份尼龍66鹽、0~3質量份內酰胺、0.1~0.3質量份催化劑次磷酸鈉、0.1~0.5質量份冰醋酸、0~0.2質量份抗氧劑、0~0.5質量份熱穩定劑、以及15~20質量份去離子水,投入帶有攪拌器的反應器④內,用氮氣除盡反應器④內氧氣后;在溫度200~220℃、壓力1.5~2.0MPa下進行縮聚脫水反應2~3小時,然后緩慢卸掉反應器④內壓力至大氣壓,同時將溫度升高到265~300℃,在真空度為-0.06~-0.09MPa的條件下,進行真空聚合反應1~3小時,停止攪拌,降溫至255~275℃,通入氮氣,靜止平衡反應0.5~1小時后結束反應,再加壓排出樹脂熔體,經成型冷卻切粒,即制得N-P協效阻燃尼龍66;
所述抗氧劑為抗氧劑3114、1098、以及168中的任一種;
所述熱穩定劑為苯基次磷酸。
3.按權利要求2所述的N-P協效阻燃尼龍66及其制備方法,其特征是:步驟c中所述0~3質量份內酰胺替換為0.1~3質量份內酰胺。
4.按權利要求2或3所述的N-P協效阻燃尼龍66及其制備方法,其特征是:步驟c中所述內酰胺可以為己內酰胺、11內酰胺、以及12內酰胺中的一種或兩種以上的混合物。
5.按權利要求2或3所述的N-P協效阻燃尼龍66及其制備方法,其特征是:步驟c中所述0~0.2質量份抗氧劑替換為0.1~0.2質量份抗氧劑。
6.按權利要求4所述的N-P協效阻燃尼龍66及其制備方法,其特征是:步驟c中所述0~0.2質量份抗氧劑替換為0.1~0.2質量份抗氧劑。
7.按權利要求2、3或6所述的N-P協效阻燃尼龍66及其制備方法,其特征是:步驟c中所述0~0.5質量份熱穩定劑替換為0.1~0.5質量份熱穩定劑。
8.按權利要求5所述的N-P協效阻燃尼龍66及其制備方法,其特征是:步驟c中所述0~0.5質量份熱穩定劑替換為0.1~0.5質量份熱穩定劑。