《高CTI值高阻燃性增強聚醯胺》是浙江俊爾新材料有限公司於2006年9月7日申請的專利，該專利的申請號為2006100533374，公布號為CN1916077，授權公布日為2007年2月21日，發明人是田際波。
《高CTI值高阻燃性增強聚醯胺》公開了一種高CTI值高阻燃性增強聚醯胺，其原料的重量百分比組成為：聚醯胺30％－60％，聚合型阻燃劑5％－25％，阻燃協效劑1％－20％，潤滑劑0.5％－5.0％，表面改性劑0.1％－2.0％，增強組分10％－50％。該發明解決了尼龍阻燃材料，高阻燃性（垂直阻燃V－0級）和高CTI值難以同時滿足的難題，使得材料既具有優異的阻燃性能又具有很好的電性能。
2016年12月7日，《高CTI值高阻燃性增強聚醯胺》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
基本介紹
- 中文名：高CTI值高阻燃性增強聚醯胺
- 公布號：CN1916077
- 授權日：2007年2月21日
- 申請號：2006100533374
- 申請日：2006年9月7日
- 申請人：浙江俊爾新材料有限公司
- 地址：浙江省溫州市經濟開發區高新園區4號小區
- 發明人：田際波
- Int.Cl.：C08L77/00(2006.01)；C08K7/14(2006.01)；C08L25/06(2006.01)；C08K3/00(2006.01)
- 代理機構：杭州天勤智慧財產權代理有限公司
- 代理人：胡紅娟
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
聚醯胺俗稱尼龍（Nylon），英文名稱Polyamide（簡稱PA），是分子主鏈上含有重複醯胺基團-[NHCO]-的熱塑性樹脂總稱。包括脂肪族PA，脂肪-芳香族PA和芳香族PA。其中，脂肪族PA品種多，產量大，套用廣泛，其命名由合成單體具體的碳原子數而定。
尼龍為韌性角狀半透明或乳白色結晶性樹脂，作為工程塑膠的尼龍分子量一般為1.5-3萬尼龍具有很高的機械強度，軟化點高，耐熱，磨擦係數低，耐磨損，自潤滑性，吸震性和消音性，耐油，耐弱酸，耐鹼和一般溶劑，廣泛用作金屬，木材等傳統材料代用品，作為各種結構材料。
但尼龍同其它高分子絕緣材料一樣，表面受到潮氣和具有正負離子污染物的污染時，在外加電壓作用下其表面的泄漏電流比干淨的表面要大得多。該泄漏電流將產生熱量，蒸發潮濕污染物，使絕緣材料的表面處於不均勻的乾燥狀態，導致絕緣表面形成局部乾燥點或乾燥帶。乾區使表面電阻增大，這樣電場就變得不均勻，進而產生閃絡放電。在電場和熱的共同作用下，促使絕緣材料表面碳化，碳化物電阻小，促使施加電壓的電極尖端形成的電場強度增大，因而更容易發生閃絡放電。如此惡性循環，直到引起施加電壓的電極間表面絕緣破壞，形成導電通道，產生漏電起痕。高分子絕緣材料一旦發生漏電起痕，即出現三種劣變現象，一是出現碳化的黑色樹枝狀導電通道，經過連續多次放電，導電通道逐漸增長，當兩電極被橋聯起來時，材料便發生擊穿破壞；二是在多次放電作用下，材料著火，發生破壞；三是材料出現一些凹坑，當放電不斷繼續進行時，凹坑加深，產生電腐蝕，有時發生擊穿破壞，有時並不被擊穿。
截至2006年9月，中國國內PA及其改性料主要有PA66、PA6玻纖增強料，其中以含纖維25％、30％為主；阻燃玻纖增強PA66、PA6，品種分為耐CTI（CTI是英文Comparative Tracking Index的縮寫，中文稱之為相比漏電起痕指數或相對漏電起痕指數）和不耐CTI兩種，其中多為耐CTI小於或等於300伏，達到400伏的很少，大於400伏的幾乎沒有。
發明內容
專利目的
《高CTI值高阻燃性增強聚醯胺》提供一種高CTI值高阻燃性增強聚醯胺。可用於中高端斷路器塑膠外殼，製備具有高分斷力的斷路器外殼，也可製備使用於較惡劣環境（污染度大，濕度大）的斷路器外殼。
技術方案
一種高CTI值高阻燃性增強聚醯胺，其原料的重量百分比組成為：聚醯胺30％-60％、聚合型阻燃劑5％-25％、阻燃協效劑1％-20％、潤滑劑0.5％-5.0％、表面改性劑0.1％-2.0％、增強組分10％-50％。
所述的聚醯胺：相對粘度，2.3-2.5，流動性好。
所述的聚合型阻燃劑為含溴聚合物，如聚溴化苯乙烯，分子量高，熱穩定性好，與樹脂相容性較好。
所述的阻燃協效劑為金屬氧化物及金屬含水氧化物。如銻的氧化物、鎂的氫氧化物、硼酸鋅、硼酸鎂中的至少一種。
所述的潤滑劑為硬脂酸鹽和/或聚酯型潤滑劑。
所述的表面改性劑為矽酮粉和/或矽酮母粒，有利於提高CTI值。
所述的增強組分為無機礦物和/或玻璃纖維。如滑石粉，矽灰粉，E型玻璃纖維等。
《高CTI值高阻燃性增強聚醯胺》製備工藝：將聚醯胺樹脂從第一加料器（主餵料）加入擠出機；然後把阻燃劑、阻燃協效劑、潤滑劑及表面改性劑由高混機高速混合3分鐘，由第二加料器加入擠出機；增強組分（滑石粉或玻璃纖維）由第三加料器加入雙螺桿擠出機。
擠出機溫度分布如下：由進料段到機頭分別為：245℃、245℃、245℃、245℃、230℃、220℃、220℃、210℃，模頭：235℃，材料擠出後經過水冷、切粒，然後包裝。
有益效果
《高CTI值高阻燃性增強聚醯胺》有益效果：解決了尼龍阻燃材料，高阻燃性（垂直阻燃V-0級）和高CTI值難以同時滿足的難題，使得材料既具有優異的阻燃性能又具有很好的電性能。
技術領域
《高CTI值高阻燃性增強聚醯胺》涉及高分子材料領域，特別是一種高CTI值高阻燃性增強聚醯胺。
權利要求
1、一種高CTI值高阻燃性增強聚醯胺，其原料的重量百分比組成為：聚醯胺30％-60％、聚合型阻燃劑5％-25％、阻燃協效劑1％-20％、潤滑劑0.5％-5.0％、表面改性劑0.1％-2.0％、增強組分10％-50％。
2、如權利要求1所述的高CTI值高阻燃性增強聚醯胺，其特徵在於：所述的聚醯胺的相對粘度為2.3-2.5。
3、如權利要求1所述的高CTI值高阻燃性增強聚醯胺，其特徵在於：所述的聚合型阻燃劑為聚溴化苯乙烯。
4、如權利要求1所述的高CTI值高阻燃性增強聚醯胺，其特徵在於：所述的阻燃協效劑為銻氧化物、鎂的氫氧化物、硼酸鹽中的至少一種。
5、如權利要求1所述的高CTI值高阻燃性增強聚醯胺，其特徵在於：所述的潤滑劑為硬脂酸鹽和/或聚酯型潤滑劑。
6、如權利要求1所述的高CTI值高阻燃性增強聚醯胺，其特徵在於：所述的表面改性劑為矽酮粉和/或矽酮母粒。
7、如權利要求1所述的高CTI值高阻燃性增強聚醯胺，其特徵在於：所述的增強組分為無機礦物和/或玻璃纖維。
實施方式
- 實施例1
按照表1中的物料配比將PA6樹脂（相對粘度2.4）從第一加料器（主餵料）加入擠出機；然後把阻燃劑、阻燃協效劑、潤滑劑及表面改性劑由高混機高速混合3分鐘，由第二加料器加入擠出機；增強組分（滑石粉或玻璃纖維）由第三加料器加入雙螺桿擠出機。
該擠出機溫度分布如下：由進料段到機頭分別為：245℃、245℃、245℃、245℃、230℃、220℃、220℃、210℃，模頭：235℃，材料擠出後經過水冷、切粒，然後包裝。
- 實施例2-6
按照實施例1的工藝和表1中的配比製備高CTI值高阻燃性增強聚醯胺。
表1 各實施例的物料配比（物料比例為重量百分比）：
材料 | 實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | 實施例5 | 實施例6 |
PA6 | 51.0 | 51.0 | 51.0 | 49.0 | 40.0 | 55.0 |
聚溴化苯乙烯 | 11.5 | 11.5 | 11.5 | 11.5 | 20.5 | 5.5 |
三氧化二銻 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
硼酸鋅 | 12.0 | 12.0 | 12.0 | |||
氫氧化鎂 | 14.0 | 14.0 | ||||
硼酸鎂 | 14.0 | |||||
硬脂酸鈣 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
抗氧劑1098 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 |
抗氧劑168 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.15 |
矽酮粉 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
滑石粉400目 | 23.5 | 23.5 | 23.5 | |||
滑石粉1250目 | 23.5 | |||||
玻璃纖維 | 23.5 | 23.5 |
表2 在表1中所用原材料及廠家和牌號
材料名稱 | 廠家及牌號 |
PA6 | 廣州新會美達12400 |
聚溴化苯乙烯 | 大湖阻燃劑PBS-64HW |
三氧化二銻湖 | 南益陽銻品廠（0級） |
硼酸鋅 | 濟南泰星化工 |
氫氧化鎂 | 山東海化股份有限公司 |
硼酸鎂 | 鄒城市中遠化工有限公司 |
硬脂酸鈣 | 杭州油脂化工 |
抗氧劑1098 | 天津利安隆 |
抗氧劑168 | 南京中慶化工 |
矽酮粉 | 中藍晨光化工研究院 |
滑石粉400目 | 遼寧海城金田滑石粉廠 |
滑石粉1250目 | 遼寧海城金田滑石粉廠 |
玻璃纖維 | 重慶國際複合材料 |
性能檢測
對實施例1-6所製備的材料進行性能測試，粒料在鼓風乾燥箱，110℃放置4小時，然後由注射成型機製備測試樣條。測試結果見表4，同時對兩種相類似的通用高阻燃性聚醯胺的性能也作了對比性測試，結果見表3，從二表中可以看出《高CTI值高阻燃性增強聚醯胺》材料的各項性能指標在滿足使用要求的同時，相比漏電起痕指數大大提高。
表3通用高阻燃性聚醯胺性能（對照用）
檢測項目 | 檢測標準通 | 用材料1 | 通用材料2 |
拉伸強度（兆帕） | GB/1040 | 65 | 135 |
彎曲強度（兆帕） | GB/9304 | 100 | 165 |
缺口衝擊強度（千焦/平方米） | ISO179-1∶2000 | 6.0 | 14.5 |
非缺口衝擊強度（千焦/平方米） | ISO179 | 21.0 | 45.0 |
熱變形（℃） | GB/1634 | 145 | 200 |
MI（克/10分鐘） | GB/3682 | 8.0 | 6.5 |
CTI（伏） | GB/4207 | 350 | 350 |
註：表3中的通用材料1為荷蘭國有能源化學公司（DSM）的AKULONK223-KMV6、通用材料2為浙江俊爾新材料有限公司的PA-A4-1a，通用材料1、2均為採用含溴類阻燃劑的阻燃改性尼龍6。
表4《高CTI值高阻燃性增強聚醯胺》各實施例的高CTI聚醯胺性能表
檢測項目 | 檢測標準 | 實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | 實施例5 | 實施例6 |
拉伸強度（兆帕） | GB/1040 | 63.0 | 75.0 | 120.0 | 60.0 | 103.0 | 80.0 |
彎曲強度（兆帕） | GB/9304 | 98.0 | 105.0 | 155.0 | 94.5 | 145.0 | 110.0 |
缺口衝擊強度（千焦/平方米） | ISO179-1∶2000 | 5.0 | 5.5 | 14.0 | 4.8 | 11.0 | 6.5 |
非缺口衝擊強度（千焦/平方米） | ISO179 | 21.0 | 22.0 | 40.0 | 20.0 | 29.0 | 25.0 |
熱變形（℃） | GB/1634 | 160 | 160 | 200 | 160 | 195 | 170 |
MI（克/10分鐘） | GB/3682 | 14.3 | 7.3 | 7.0 | 8.3 | 6.3 | 12.3 |
CTI（伏） | GB/4207 | 550 | 550 | 525 | 550 | 525 | 550 |
榮譽表彰
2016年12月7日，《高CTI值高阻燃性增強聚醯胺》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
