本發(fā)明涉及尼龍彈性體發(fā)泡，尤其涉及一種阻燃尼龍彈性體泡沫及其制備工藝。

背景技術(shù)：

1、尼龍熱塑性彈性體由聚酰胺硬段與聚醚軟段構(gòu)成，兼具橡膠的彈性和塑料的塑性，具有優(yōu)異的抗疲勞、彈性、耐低溫等性能，在電纜、傳送帶、運(yùn)動(dòng)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。采用超臨界發(fā)泡法制備的尼龍彈性體泡沫，具有比重小、回彈高、壓縮形變小等優(yōu)異性能，在鞋材以及運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但是，由于尼龍彈性體本身易燃，其泡沫制品在使用和存儲(chǔ)過(guò)程中一旦發(fā)生燃燒將造成嚴(yán)重的火災(zāi)危害，極大地限制了尼龍彈性體泡沫在對(duì)阻燃要求較高的領(lǐng)域的應(yīng)用。

2、目前，制備尼龍彈性體阻燃材料的主要方法有添加磷系阻燃劑、金屬氫氧化物、膨脹型阻燃劑、有機(jī)硅系阻燃劑等。目前，磷系阻燃劑、氮系阻燃劑以及成碳材料需要較大的添加量才能實(shí)現(xiàn)一定的阻燃效果，但是會(huì)對(duì)尼龍彈性體的發(fā)泡性能造成較大破壞。鹵系阻燃劑可以在聚合物表面形成鹵化氫捕捉燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的活性自由基，切斷燃燒的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)來(lái)阻燃，與磷氮系等阻燃體系相比，鹵系阻燃劑與聚合物的相容性更好，并且少量添加即可達(dá)到阻燃效果，對(duì)聚合物發(fā)泡性能影響較小，適合添加低密度的發(fā)泡材料中。

3、專利cn110183649a公開了一種含磷本征阻燃熱塑性尼龍彈性體及其制備方法，所述含磷本征阻燃熱塑性尼龍彈性體是由羧基封端的尼龍預(yù)聚物、羥基封端聚醚多元醇和含磷二元醇類單體經(jīng)熔融共聚反應(yīng)得到，或者由羧基封端的含磷尼龍預(yù)聚物和羥基封端聚醚多元醇經(jīng)熔融共聚反應(yīng)得到，其極限氧指數(shù)為27％～38％，垂直燃燒ul-94等級(jí)為v-0級(jí)。專利cn114591623a公開了一種高沖擊韌性阻燃尼龍彈性體材料及其制備方法，采用含磷阻燃尼龍預(yù)聚物與尼龍彈性體基體物理共混，能夠有效的實(shí)現(xiàn)阻燃、沖擊韌性協(xié)同增強(qiáng)。上述兩件專利都只涉及到阻燃尼龍彈性體的制備，只得到具有阻燃性能的尼龍彈性體原料，并未對(duì)尼龍彈性體材料進(jìn)行發(fā)泡研究。

4、發(fā)明專利cn114316345a提供了一種低收縮長(zhǎng)碳鏈聚酰胺彈性體發(fā)泡珠粒及其制備方法和應(yīng)用，該發(fā)明長(zhǎng)碳鏈尼龍彈性體與加工助劑攪拌均勻后擠出造粒，并將顆粒與水放于高壓反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行超臨界流體發(fā)泡，得到長(zhǎng)碳鏈尼龍彈性體發(fā)泡珠粒。此方案，得到的尼龍彈性體發(fā)泡珠粒通常無(wú)法直接使用，需二次蒸汽成型，增加了工藝復(fù)雜性；并且未進(jìn)行阻燃改性，其應(yīng)用領(lǐng)域受到了限制。

5、在尼龍彈性體的發(fā)泡過(guò)程中，阻燃填料會(huì)對(duì)聚合物材料的熔體粘度、結(jié)晶性能、流變性能有很大的影響，會(huì)影響其發(fā)泡效果，無(wú)法得到低密度且能使用的發(fā)泡產(chǎn)品。因此需要開發(fā)一種阻燃的超臨界尼龍彈性體泡沫，可以大范圍拓寬尼龍彈性體泡沫材料的應(yīng)用范圍，使之可以應(yīng)用于對(duì)阻燃要求較高的汽車行業(yè)、建材行業(yè)、鞋服及包裝材料等領(lǐng)域。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種阻燃尼龍彈性體泡沫及其制備工藝，在不影響尼龍彈性體發(fā)泡性能的前提下使泡沫獲得阻燃性能，并且提高了尼龍彈性體的熔體強(qiáng)度。

2、為此，本發(fā)明的第一目的在于提供一種阻燃尼龍彈性體泡沫。

3、本發(fā)明的第二目的在于提供一種阻燃尼龍彈性體泡沫的制備工藝。

4、為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一目的，提供了一種阻燃尼龍彈性體泡沫，主要包括以下組分：100質(zhì)量份的尼龍彈性體，(8～20)質(zhì)量份的十溴二苯醚，(4～10)質(zhì)量份的三氧化二銻，(0.3～0.5)質(zhì)量份的抗氧劑，(1～2)質(zhì)量份的擴(kuò)鏈劑adr。

5、在一個(gè)優(yōu)選的方案中，所述阻燃尼龍彈性體泡沫中還包括：(1～20)質(zhì)量份的八溴二苯醚和/或(0.1～5)質(zhì)量份的氫氧化鋁和/或(0.1～2)質(zhì)量份的三氧化二鉬。

6、上述技術(shù)方案中，選擇尼龍彈性體作為發(fā)泡主體，尼龍彈性體發(fā)泡材料相比熱塑性聚氨酯泡沫和熱塑性聚酯泡沫具有更低的密度和更高的回彈性，可用于對(duì)回彈和密度要求較高的運(yùn)動(dòng)鞋材及防護(hù)領(lǐng)域。

7、優(yōu)選的，所述尼龍彈性體中硬段原料為結(jié)晶性尼龍的一種或多種，如尼龍12、尼龍11、尼龍6、尼龍612、尼龍610、尼龍1012，軟段原料為脂肪族聚酯、脂肪族聚醚和脂肪族聚碳酸酯中的一種或多種。

8、優(yōu)選的，軟段脂肪族聚醚分子量為500-3000。

9、優(yōu)選的，所述尼龍彈性體的邵氏硬度為65a～70d。

10、優(yōu)選的，所述尼龍彈性體的熔點(diǎn)為120℃-180℃。

11、優(yōu)選的，抗氧劑選自抗氧劑1010、168、164、1076等中的一種或多種。

12、通過(guò)選用十溴二苯醚、三氧化二銻作為阻燃劑，搭配抗氧劑和擴(kuò)鏈劑adr制備尼龍彈性體泡沫，可以獲得兼具阻燃、低密度和高回彈性能的尼龍彈性體泡沫。

13、由于尼龍彈性體的分子為線性結(jié)構(gòu)，在所需的發(fā)泡溫度下其熔體強(qiáng)度較差，易出現(xiàn)變形、裂縫、鼓包等缺陷，不利于發(fā)泡的進(jìn)行。因此必須要對(duì)尼龍彈性體分子進(jìn)行擴(kuò)鏈改性，才能獲得良好的發(fā)泡性能。adr擁有多個(gè)環(huán)氧官能團(tuán)，能夠與尼龍彈性體分子上的氨基和羧基發(fā)生反應(yīng)，使其分子鏈增長(zhǎng)，提高熔體強(qiáng)度，從而提高發(fā)泡性能。

14、為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二目的，提供了一種阻燃尼龍彈性體泡沫的制備工藝，包括以下步驟：

15、步驟s1、將尼龍彈性體、十溴二苯醚、三氧化二銻和任選的八溴二苯醚、三氧化二鉬、氫氧化鋁加入密煉機(jī)，混煉均勻后加入抗氧劑和擴(kuò)鏈劑adr，反應(yīng)結(jié)束后得到混煉樣品；

16、步驟s2、將混煉樣品放置于平板硫化機(jī)中，加熱軟化并模壓成型，得到待發(fā)泡板材；

17、步驟s3、將待發(fā)泡板材放入超臨界發(fā)泡釜中，在二氧化碳和氮?dú)夥諊掳l(fā)泡，獲得發(fā)泡板材；

18、步驟s4、將發(fā)泡板材放置于室溫中冷卻定型，獲得阻燃尼龍彈性體泡沫。

19、本發(fā)明所述步驟s1中，混煉溫度為170℃～200℃，混煉時(shí)間15～20min。

20、本發(fā)明所述步驟s2中，模壓成型條件為：在170℃～200℃，5-15mpa下預(yù)熱軟化后熱冷壓成型。

21、本發(fā)明所述步驟s3中，二氧化碳和氮?dú)怏w積比為4：1-1：4，超臨界發(fā)泡壓力為10～30mpa，發(fā)泡溫度為100～135℃，發(fā)泡時(shí)間1～3h，放氣溫度為140～165℃。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益技術(shù)效果：

23、本發(fā)明選取十溴二苯醚、三氧化二銻作為阻燃劑，采用adr對(duì)尼龍彈性體進(jìn)行改性，提高了尼龍彈性體的熔體強(qiáng)度，在不影響尼龍彈性體發(fā)泡性能的前提下，獲得兼具阻燃、低密度和高回彈性能的尼龍彈性體泡沫。

技術(shù)特征：

1.一種阻燃尼龍彈性體泡沫，其特征在于，包括以下組分：100質(zhì)量份的尼龍彈性體，8～20質(zhì)量份的十溴二苯醚，4～10質(zhì)量份三氧化二銻，0.3～0.5質(zhì)量份的抗氧劑，1～2質(zhì)量份的擴(kuò)鏈劑adr。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃尼龍彈性體泡沫，其特征在于，所述泡沫還包括1～20質(zhì)量份的八溴二苯醚和/或0.1～5質(zhì)量份的氫氧化鋁和/或0.1～2質(zhì)量份的三氧化二鉬。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻燃尼龍彈性體泡沫，其特征在于，所述尼龍彈性體中硬段原料選自結(jié)晶性尼龍的一種或多種，優(yōu)選為尼龍12、尼龍11、尼龍6、尼龍612、尼龍610、尼龍1012，軟段原料為脂肪族聚酯、脂肪族聚醚和脂肪族聚碳酸酯中的一種或多種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的阻燃尼龍彈性體泡沫，其特征在于，所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑164、抗氧劑1076中的一種或多種。

5.一種阻燃聚尼龍彈性體泡沫的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備工藝，其特征在于，步驟s1中，混煉溫度為170-200℃，混煉時(shí)間15～20min。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備工藝，其特征在于，步驟s2中，在170-200℃、5-15mpa下預(yù)熱軟化后熱冷壓成型。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備工藝，其特征在于，步驟s3中，發(fā)泡壓力為10～30mpa，發(fā)泡溫度為100～135℃，發(fā)泡時(shí)間1～3h，放氣溫度為140～165℃。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種阻燃尼龍彈性體泡沫及其制備工藝。阻燃尼龍彈性體泡沫主要包括以下組分：100質(zhì)量份的尼龍彈性體，8～20質(zhì)量份的十溴二苯醚，4～10質(zhì)量份三氧化二銻，0.3～0.5質(zhì)量份的抗氧劑，1～2質(zhì)量份的擴(kuò)鏈劑ADR。本發(fā)明采用上述體系復(fù)配阻燃體系，能夠改善尼龍彈性體的發(fā)泡性能并有效提高尼龍彈性體泡沫的阻燃性能；同時(shí)采用一體式發(fā)泡成型，能夠減少工藝步驟、降低生產(chǎn)成本。

技術(shù)研發(fā)人員：周梓婷,張?jiān)?田秦,付小亮,王磊,何勇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：萬(wàn)華化學(xué)集團(tuán)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6