全部 高分子 智能汽车 陶瓷 消费电子 弹性体 生物降解 5G材料 光伏 医用材料 锂电 汽车材料 新消费电子 会议列表 展会 半导体 LED 氢能源 艾邦人才网
不同树脂包覆红磷阻燃增强PA66的性能研究

尼龙66 (PA66)具有良好的力学性能、耐磨性及耐化学腐蚀性等优点 ,在汽车、电子电器等领域应用广泛。但PA66属于可燃性材料,且燃烧时会有熔滴 ,存在很大的安全风险,因而对PA66的阻燃改性研究具有重要意义。PA66的阻燃体系曾一度以含溴阻燃剂为主,但溴系阻燃剂一直面临较严重的环保及CTI等问题。


       图片新能源汽车用阻燃尼龙制件

目前 ,红磷阻燃剂由于其阻燃效率高,性价比优异,可应用于阻燃PA66材料。然而,红磷阻燃剂在高温、空气、湿度高和碱性环境下,容易吸水,导致材料酸化。生成的磷酸会对金属元件产生腐蚀,导致产品的电性能下降。

       图片        
巴斯夫新型红磷阻燃尼龙

为了阻止红磷的酸化反应,提高红磷的稳定性,目前最有效的方法就是微胶囊包覆红磷,这种方法是通过原位聚合的方式,在红磷粉表面形成一种稳定的聚合物材料,这样可以隔绝红磷和氧气以及水分的接触,从而降低红磷的酸化反应,提高材料的使用稳定性。

       图片        
包覆红磷

而不同的包覆树脂对红磷阻燃增强尼龙的的影响会不同,本研究选用酚醛树脂和密胺树脂包覆的两种红磷阻燃剂,研究此两款不同包覆层的阻燃剂对阻燃增强PA66材料各项性能的影响。

材料基本组成如下:密胺树脂包覆红磷阻燃母料( MC450)、酚醛树脂包覆红磷阻燃母料(PF450):红磷含量50%。阻燃增强尼龙66的配方为:58%的尼龙66,12%的阻燃母料,30%的玻纤。

包覆红磷阻燃增强 PA66 配方表


样品编号

PA66

MC450

PF450

GF

PA66-1#

58

12

0

30

PA66-2#

58

0

12

30



经共混改性后,制得包覆红磷阻燃的PA66/GF30的复合材料,测得相关性能如下。


  1. 阻燃性能、灼热丝温度和相对漏电起痕指数


两种包覆红磷阻燃增强 PA66 的阻燃性能 、灼热丝温度和相对漏电起痕指数


样品

1.6 mm 垂直

滴落

GWFI

GWIT

CTI

编号

燃烧等级

情况

/ ℃

/ ℃

/ V

PA66-1# PA66-2#

V-0

V-0

960

960

775

775

475

450



可以看出 ,PA66-1#和 PA66-2#均可以达到1.6 mm V-0阻燃等级,材料在燃烧时均不产生滴落,两种包覆红磷阻燃增强PA66都具有优异的阻燃效果。PA66-1#和 PA66-2# 的灼热丝可燃性指数 ( GWFI) 均可达到960℃,灼热丝起燃温度 (GWIT)可以达到775℃。两种包覆红磷阻燃材料的垂直燃烧性能、灼热丝试性能都能达到很好的水平。

还可以看出 ,PA66-1 略高于#  PA66-2# 的 CTI,两种包覆红磷阻燃 PA66 材料的CTI都在450V 以上,可以满足大多数行业的应用要求。


  1. 力学性能



力学性能是阻燃增强尼龙获得应用的重要基础性能。

两种包覆红磷阻燃增强 PA66 的力学性能


样品编号

拉伸强度

弯曲强度

冲击强度/(kJ/m2)

/M Pa

/M Pa

缺口

无缺口

PA66-1#

164

256

10.2

55.2

PA66-2#

156

242

10.5

66.9



可以看出 ,PA66-1# 的拉伸强度、弯曲强度更高,分别是164 MPa和 256 MPa,相比PA66-2#分别高出5%和6%。PA66-2#的缺口冲击强度和无缺口冲击强度都更高,分别是10.5kJ/m2和66.9 kJ/m2,相比PA66-1#分别高出3%和21%。两种包覆红磷制备的材料整体力学性能都较高,可以满足各个领域的性能要求。


  1. 外观和气味


       图片两种包覆红磷阻燃增强 PA66 的注塑样片

从两种包覆红磷阻燃增强 PA66 的注塑样片外观可以看出,密胺树脂包覆红磷制备的阻燃增强 PA66 (PA66-1# ) 样片表面光滑,颜色鲜艳,表面没有浮纤出现。酚醛树脂包覆红磷制备的阻燃增强PA66(PA66-2#)样片表面颜色不均匀,浮纤较多。这主要是因为密胺树脂其本身是一种非常细腻光滑的粉体,作为包覆层引入后,会对整个材料体系起到润滑作用,所以材料外观光滑,无明显浮纤。

将两种包覆红磷阻燃增强PA66颗粒料在80℃放置2h后,测试其气味大小。PA66-1#材料气味明显,有较强的刺激性气味。PA66-2#气味较小,无明显的刺激性气味。这主要是由于在原位包覆聚合反应中,密胺包覆树脂的胺类小分子不容易去除干净,而胺类物质的气味本身较大导致。


  1. 吸水率


PA66由于含有胺基和羰基,易与水分子形成氢键 ,因此在使用时容易吸水,产生增塑效应,导致材料体积膨胀、刚性下降,在应力作用下发生明显蠕变。   
           图片两种包覆红磷阻燃增强 PA66 材料的吸水率随时间变化图

通过测试材料的吸水率来研究不同包覆阻燃红磷对材料吸水率的影响,可以看出,两种材料的吸水率都是随着时间的增加而上升。PA66-1# 和 PA66-2# 的初始吸水率接近 ,但是随着吸水时间的增加,不同材料的吸水率出现明显区别。其中,酚醛树脂包覆红磷阻燃尼龙(PA66-2#) 的吸水率较低,90d的吸水率是5.8%,而密胺树脂包覆红磷阻燃尼龙(PA66-1# )的吸水率略高,90 d的吸水率是6.4%。这主要是因为酚醛树脂本身吸水率低,而密胺树脂相对于酚醛树脂吸水性较强,耐水解性相对较差导致的。


  1. 对金属腐蚀性能


将金属片和红磷阻燃增强尼龙材料一起放置在高温高湿环境中,240h之后观察金属片的腐蚀情况。通过金属片的腐蚀情况来判断不同包覆红磷阻燃增强尼龙对金属腐蚀性能的影响。
       图片空白样和加入不同包覆红磷阻燃增强 PA66 的金属腐蚀图

从空白样和加入不同包覆红磷阻燃增强尼龙材料的金属腐蚀图可以看出,不加入改性尼龙的空白样,金属表面腐蚀较少,有轻微的空气和水汽所造成的腐蚀痕,PA66-1#的对金属腐蚀性相对较好,金属表面光泽性较好 ,少量部位有腐蚀现象,而 PA66-2# 的金属腐蚀最为严重,金属片表面完全失去光泽,铜片表面腐蚀变色明显。这说明密胺树脂包覆红磷阻燃尼龙比酚醛树脂包覆红磷阻燃尼龙对金属铜的腐蚀更小。

综上,采取密胺树脂和酚醛树脂包覆红磷制备了两种阻燃增强 PA66 材料,两种包覆红磷制备的材料均可以达到1.6 mmV-0阻燃级别,可以通过775℃灼热丝起燃温度,CTI也可以达到450V以上。

密胺包覆红磷阻燃增强 PA66 材料的拉伸强度 ,弯曲强度较高 ,而酚醛包覆红磷阻燃 PA66 材料的冲击性能更好。另外,酚醛树脂包覆红磷阻燃增强 PA66 的气味小于密胺包覆材料,吸水率也较低。密胺树脂包覆红磷阻燃增强PA66的外观更好,对金属的腐蚀性更小。

参考资料:包覆红磷阻燃增强 PA66 的性能研究,互联网资料。



相关推荐
朗盛:用于高压连接器的新型无卤、阻燃PBT化合物
在电动汽车的动力系统或电池中,以及在电动汽车的充电基础设施中,塑料部件经常暴露在高温下,并伴有非常强的电流和高电压。例如,塑料连接器必须在这些条件下保持电绝缘,并且不能发生跟踪。对于这些高压连接器,朗盛定制了一种新的PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)化合物,它是无卤素阻燃剂和水解稳定的。
0
0
11
艾仕得开发无卤阻燃热塑性防腐解决方案
​艾仕得宣布推出Plascoat PPA571 FR(阻燃剂),这是一种新的防腐涂料解决方案,旨在保护建筑物并在发生火灾时挽救生命。
0
0
10
从创新阻燃剂开发到家电阻燃塑料的选材,10场精彩报告待分晓
2022年第二届阻燃塑料及阻燃剂应用高峰论坛将于6月28日在深圳观澜格兰云天大酒店举行
0
0
19
电子电器需要什么样的阻燃塑料?
我们在工作和日常生活中经常听到一个词:电子电器。比如某某材料在电子电器领域取得了广泛应用。那么电子电器到底有哪些?因为与电有关,其对材料的要求有什么特别之处?又会用到哪些材料呢?
0
0
29
全球无卤阻燃法律法规简讯
全球智慧,Pinfa分享
0
0
36
反应型阻燃剂的原理及在环氧树脂、聚氨酯等中的应用
反应型阻燃剂效果持久、对物性影响小,添加量少.......但是离大规模应用仍有距离。
0
0
25
微胶囊技术在阻燃剂中的应用
微胶囊技术在阻燃剂中的应用
0
0
33
南通星辰耐热老化、高电性能PPE/PA合金用于汽车保险丝盒
汽车行业的高速发展,加速了材料迭代更新,对材料的性能要求、可靠性、安全要求不断提高。
0
0
16
可用于聚碳酸酯PC的磷系阻燃剂有哪些?
聚碳酸酯是指分子链中以碳酸酯基(-OROCO-)为基础链段的热塑性聚合物。
0
0
77
热塑性聚氨酯TPU弹性体阻燃研究
热塑性聚氨酯TPU弹性体阻燃研究
0
0
55
迈图新型硅系阻燃协效剂,可实现透明PC等的阻燃增效
塑料材料以其质轻、自由成型、不锈蚀、性能可设计等优点,已经广泛用在生活、工业的各个方面。塑料材料一般具有可燃性,这对其制品应用带来了安全隐患,因此塑料阻燃就成了一个持久并不断发展的话题。
0
0
46
全球无卤阻燃塑料及阻燃剂快讯!
全球无卤阻燃塑料及阻燃剂快讯!
0
0
81
全球聚苯乙烯PS生产企业24强
聚苯乙烯(PS)由苯乙烯单体(SM)聚合而成,是一种热塑性非结晶性树脂,可由多种合成方法进行生产。
0
0
84
针对线缆应用,路博润推出新型无卤阻燃TPU
2022年1月18日 - 路博润特种聚合物宣布为线缆应用推出一种新型无卤阻燃产品,将优异性能和合规解决方案结合在一起。
0
0
69
14家BDP阻燃剂生产企业盘点
近年来,随着技术的突破,中国BDP阻燃剂竞争格局发生了巨大变化。
0
0
89
19家PBT生产企业盘点
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT),是五大工程塑料之一,与PET一起,称为热塑性聚酯或饱和聚酯。PBT塑料是最坚韧的工程热塑性材料之一,它是一种半结晶材料,具有优异的化学稳定性、机械强度、电绝缘性和热稳定性。
0
0
94
常见阻燃塑料所用阻燃方案简介
目前工程塑料阻燃体系中, 阻燃PC/ABS、阻燃PC主要使用磷系阻燃剂BDP;阻燃ABS、阻燃HIPS、阻燃PBT主要使用溴系阻燃剂,阻燃PA既有溴系阻燃,也有磷氮系阻燃。
0
0
94
PTFE抗滴落剂供需缺口近千吨,10家生产企业盘点
PTFE逐步替代氯化聚乙烯、硅橡胶等产品,成为抗滴落剂主流产品。
0
0
142
未来3-5年阻燃工程塑料的几个重要市场方向
全球范围内,阻燃法规实施最严格的是电子电器和电缆领域;欧、美等发达市场对汽车、电子电器、网络通信设备等行业都制定了较为严格的阻燃法规,从而拉动了对阻燃塑料的需求。
0
0
96