一种阻燃尼龙弹性体泡沫及其制备工艺的制作方法

本发明涉及尼龙弹性体发泡，尤其涉及一种阻燃尼龙弹性体泡沫及其制备工艺。

背景技术：

1、尼龙热塑性弹性体由聚酰胺硬段与聚醚软段构成，兼具橡胶的弹性和塑料的塑性，具有优异的抗疲劳、弹性、耐低温等性能，在电缆、传送带、运动等领域有着广泛的应用。采用超临界发泡法制备的尼龙弹性体泡沫，具有比重小、回弹高、压缩形变小等优异性能，在鞋材以及运动领域有着广泛的应用。但是，由于尼龙弹性体本身易燃，其泡沫制品在使用和存储过程中一旦发生燃烧将造成严重的火灾危害，极大地限制了尼龙弹性体泡沫在对阻燃要求较高的领域的应用。

2、目前，制备尼龙弹性体阻燃材料的主要方法有添加磷系阻燃剂、金属氢氧化物、膨胀型阻燃剂、有机硅系阻燃剂等。目前，磷系阻燃剂、氮系阻燃剂以及成碳材料需要较大的添加量才能实现一定的阻燃效果，但是会对尼龙弹性体的发泡性能造成较大破坏。卤系阻燃剂可以在聚合物表面形成卤化氢捕捉燃烧过程中产生的活性自由基，切断燃烧的链式反应来阻燃，与磷氮系等阻燃体系相比，卤系阻燃剂与聚合物的相容性更好，并且少量添加即可达到阻燃效果，对聚合物发泡性能影响较小，适合添加低密度的发泡材料中。

3、专利cn110183649a公开了一种含磷本征阻燃热塑性尼龙弹性体及其制备方法，所述含磷本征阻燃热塑性尼龙弹性体是由羧基封端的尼龙预聚物、羟基封端聚醚多元醇和含磷二元醇类单体经熔融共聚反应得到，或者由羧基封端的含磷尼龙预聚物和羟基封端聚醚多元醇经熔融共聚反应得到，其极限氧指数为27％～38％，垂直燃烧ul-94等级为v-0级。专利cn114591623a公开了一种高冲击韧性阻燃尼龙弹性体材料及其制备方法，采用含磷阻燃尼龙预聚物与尼龙弹性体基体物理共混，能够有效的实现阻燃、冲击韧性协同增强。上述两件专利都只涉及到阻燃尼龙弹性体的制备，只得到具有阻燃性能的尼龙弹性体原料，并未对尼龙弹性体材料进行发泡研究。

4、发明专利cn114316345a提供了一种低收缩长碳链聚酰胺弹性体发泡珠粒及其制备方法和应用，该发明长碳链尼龙弹性体与加工助剂搅拌均匀后挤出造粒，并将颗粒与水放于高压反应釜内进行超临界流体发泡，得到长碳链尼龙弹性体发泡珠粒。此方案，得到的尼龙弹性体发泡珠粒通常无法直接使用，需二次蒸汽成型，增加了工艺复杂性；并且未进行阻燃改性，其应用领域受到了限制。

5、在尼龙弹性体的发泡过程中，阻燃填料会对聚合物材料的熔体粘度、结晶性能、流变性能有很大的影响，会影响其发泡效果，无法得到低密度且能使用的发泡产品。因此需要开发一种阻燃的超临界尼龙弹性体泡沫，可以大范围拓宽尼龙弹性体泡沫材料的应用范围，使之可以应用于对阻燃要求较高的汽车行业、建材行业、鞋服及包装材料等领域。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种阻燃尼龙弹性体泡沫及其制备工艺，在不影响尼龙弹性体发泡性能的前提下使泡沫获得阻燃性能，并且提高了尼龙弹性体的熔体强度。

2、为此，本发明的第一目的在于提供一种阻燃尼龙弹性体泡沫。

3、本发明的第二目的在于提供一种阻燃尼龙弹性体泡沫的制备工艺。

4、为实现本发明的第一目的，提供了一种阻燃尼龙弹性体泡沫，主要包括以下组分：100质量份的尼龙弹性体，(8～20)质量份的十溴二苯醚，(4～10)质量份的三氧化二锑，(0.3～0.5)质量份的抗氧剂，(1～2)质量份的扩链剂adr。

5、在一个优选的方案中，所述阻燃尼龙弹性体泡沫中还包括：(1～20)质量份的八溴二苯醚和/或(0.1～5)质量份的氢氧化铝和/或(0.1～2)质量份的三氧化二钼。

6、上述技术方案中，选择尼龙弹性体作为发泡主体，尼龙弹性体发泡材料相比热塑性聚氨酯泡沫和热塑性聚酯泡沫具有更低的密度和更高的回弹性，可用于对回弹和密度要求较高的运动鞋材及防护领域。

7、优选的，所述尼龙弹性体中硬段原料为结晶性尼龙的一种或多种，如尼龙12、尼龙11、尼龙6、尼龙612、尼龙610、尼龙1012，软段原料为脂肪族聚酯、脂肪族聚醚和脂肪族聚碳酸酯中的一种或多种。

8、优选的，软段脂肪族聚醚分子量为500-3000。

9、优选的，所述尼龙弹性体的邵氏硬度为65a～70d。

10、优选的，所述尼龙弹性体的熔点为120℃-180℃。

11、优选的，抗氧剂选自抗氧剂1010、168、164、1076等中的一种或多种。

12、通过选用十溴二苯醚、三氧化二锑作为阻燃剂，搭配抗氧剂和扩链剂adr制备尼龙弹性体泡沫，可以获得兼具阻燃、低密度和高回弹性能的尼龙弹性体泡沫。

13、由于尼龙弹性体的分子为线性结构，在所需的发泡温度下其熔体强度较差，易出现变形、裂缝、鼓包等缺陷，不利于发泡的进行。因此必须要对尼龙弹性体分子进行扩链改性，才能获得良好的发泡性能。adr拥有多个环氧官能团，能够与尼龙弹性体分子上的氨基和羧基发生反应，使其分子链增长，提高熔体强度，从而提高发泡性能。

14、为实现本发明的第二目的，提供了一种阻燃尼龙弹性体泡沫的制备工艺，包括以下步骤：

15、步骤s1、将尼龙弹性体、十溴二苯醚、三氧化二锑和任选的八溴二苯醚、三氧化二钼、氢氧化铝加入密炼机，混炼均匀后加入抗氧剂和扩链剂adr，反应结束后得到混炼样品；

16、步骤s2、将混炼样品放置于平板硫化机中，加热软化并模压成型，得到待发泡板材；

17、步骤s3、将待发泡板材放入超临界发泡釜中，在二氧化碳和氮气氛围下发泡，获得发泡板材；

18、步骤s4、将发泡板材放置于室温中冷却定型，获得阻燃尼龙弹性体泡沫。

19、本发明所述步骤s1中，混炼温度为170℃～200℃，混炼时间15～20min。

20、本发明所述步骤s2中，模压成型条件为：在170℃～200℃，5-15mpa下预热软化后热冷压成型。

21、本发明所述步骤s3中，二氧化碳和氮气体积比为4：1-1：4，超临界发泡压力为10～30mpa，发泡温度为100～135℃，发泡时间1～3h，放气温度为140～165℃。

22、与现有技术相比，本发明具有如下有益技术效果：

23、本发明选取十溴二苯醚、三氧化二锑作为阻燃剂，采用adr对尼龙弹性体进行改性，提高了尼龙弹性体的熔体强度，在不影响尼龙弹性体发泡性能的前提下，获得兼具阻燃、低密度和高回弹性能的尼龙弹性体泡沫。

技术特征：

1.一种阻燃尼龙弹性体泡沫，其特征在于，包括以下组分：100质量份的尼龙弹性体，8～20质量份的十溴二苯醚，4～10质量份三氧化二锑，0.3～0.5质量份的抗氧剂，1～2质量份的扩链剂adr。

2.根据权利要求1所述的阻燃尼龙弹性体泡沫，其特征在于，所述泡沫还包括1～20质量份的八溴二苯醚和/或0.1～5质量份的氢氧化铝和/或0.1～2质量份的三氧化二钼。

3.根据权利要求1或2所述的阻燃尼龙弹性体泡沫，其特征在于，所述尼龙弹性体中硬段原料选自结晶性尼龙的一种或多种，优选为尼龙12、尼龙11、尼龙6、尼龙612、尼龙610、尼龙1012，软段原料为脂肪族聚酯、脂肪族聚醚和脂肪族聚碳酸酯中的一种或多种。

4.根据权利要求1或2所述的阻燃尼龙弹性体泡沫，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂164、抗氧剂1076中的一种或多种。

5.一种阻燃聚尼龙弹性体泡沫的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备工艺，其特征在于，步骤s1中，混炼温度为170-200℃，混炼时间15～20min。

7.根据权利要求5所述的制备工艺，其特征在于，步骤s2中，在170-200℃、5-15mpa下预热软化后热冷压成型。

8.根据权利要求5所述的制备工艺，其特征在于，步骤s3中，发泡压力为10～30mpa，发泡温度为100～135℃，发泡时间1～3h，放气温度为140～165℃。

技术总结本发明提供一种阻燃尼龙弹性体泡沫及其制备工艺。阻燃尼龙弹性体泡沫主要包括以下组分：100质量份的尼龙弹性体，8～20质量份的十溴二苯醚，4～10质量份三氧化二锑，0.3～0.5质量份的抗氧剂，1～2质量份的扩链剂ADR。本发明采用上述体系复配阻燃体系，能够改善尼龙弹性体的发泡性能并有效提高尼龙弹性体泡沫的阻燃性能；同时采用一体式发泡成型，能够减少工艺步骤、降低生产成本。技术研发人员：周梓婷,张元珂,田秦,付小亮,王磊,何勇受保护的技术使用者：万华化学集团股份有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6