CN104693790A - 一种用于低压电器外壳的低成本无卤阻燃聚酰胺材料 - Google Patents

一种用于低压电器外壳的低成本无卤阻燃聚酰胺材料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于制作低压电器外壳时,既具有优异的综合力学性能,又具有稳定的阻燃效果的一种用于低压电器外壳的低成本无卤阻燃聚酰胺材料,由PA6树脂、短玻璃纤维、无机填充材料、无卤阻燃剂、稳定添加剂及润滑剂组成。各成分的含量按重量百分比来计算,其中主料:聚酰胺树脂35~70份;辅料:(1)短玻璃纤维2~17份;(2)无机填充材料硅灰石15~32份;(3)无卤阻燃剂MCA7~24份;(4)稳定添加助剂0.1~1.2份;(5)润滑剂0.1~0.7份。特殊地,改性体系中还可以加入其他添加剂,如色粉、除味剂和成核剂等。同比与国内外同类材料,本发明公开的改性聚酰胺材料,具有更低的成本,非常优异的综合力学性能,稳定的无卤阻燃效果。

Description

一种用于低压电器外壳的低成本无卤阻燃聚酰胺材料
本发明专利申请是中华人民共和国国家知识产权局受理的申请号:201110117597.4,申请日:2011年05月09日,申请人:本松工程塑料(杭州)有限公司,发明名称:一种用于低压电器外壳的低成本无卤阻燃聚酰胺材料的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于制作低压电器外壳时,既具有优异的综合力学性能,又具有稳定的阻燃效果的一种用于低压电器外壳的低成本无卤阻燃聚酰胺材料,属无卤阻燃聚酰胺材料制造领域
背景技术
名称“无卤阻燃增强聚酰胺组合物及其制备的模制品”(CN101735609A)有如下组分组成:(1)35-70重量%的半芳香族聚酰胺树脂;(2)10-35重量%的阻燃剂;(3)0-5重量%的阻燃协效剂;(4)15-50重量%的无机增强填料;(5)至少一种抗氧化剂;(6)至少一种无机纳米材料;(1)-(6)的总和为重量100%。
名称“一种无卤无磷环保阻燃的聚酰胺树脂及其制备方法”(CN101085864A),聚酰胺树脂由以下配比的原料配制成:聚酰胺68-92%;氰尿酸三聚氰胺5-25%;增韧剂2-15%;抗氧剂0.1-1%;热稳定剂0.1-2%;结晶促进剂0.1-2%。
低压电器是指用于额定电压交流1200V或直流1500V以下的电路内起通断、保护、控制、转换或调节作用的电器产品。其外壳大多是由各类电工绝缘塑料制成,电工绝缘塑料的正确选用不仅会影响到电器设备的容量和体积,而且还直接关系到电气线路运行的质量和寿命。对于低压电器中所使用的绝缘材料,由于使用电压低,选材时往往不必太注重材料的电气性能,因为一般的绝缘塑料差不多都有胜任低压绝缘的能力,直接由绝缘材料的介电性能所引起的事故很少。相比之下,其他性能就显得更为重要,如力学性能、耐热性、阻燃性、加工性能、是否环保、性价比和使用寿命等(周琨生. 工程塑料在低压电器中的应用. 电气制造,2007 年第8期,第44页第2段)。
根据电器行业国家标准GB10963.1-2005《电气附件家用及类似场所用过电流保护断路器第1部分》,对于保护电路部件,灼热丝试验和耐热试验是两个非常关键的试验要求。
灼热丝试验是采用模拟技术评定使用环境中灼热元件或过载电阻之类的热源,在短时间内所造成的热应力的着火危险性。
早期,灼热丝试验就被电器类国标如GB 1497 -85《低压电器基本要求》、GB 3836.1-83《防爆电气设备通用要求》、GB 4706.1-84《家用和类似用途电器的安全通用要求》、GB6829-86《漏电电流动作保护器》等所引用,灼热丝试验是低压电器、电机和电动工具等电工产品的重要试验项目之一(泰肖肖等. 电工电子产品着火危险试验—灼热丝法仪器简介. 低压电器,1992年04期,第29页第3段)。灼热丝试验通过灼热丝燃烧指数(GWFI,glow-wire flammability index)来判断试验是否通过。灼热丝燃烧指数中有两个数值,一个是“灼热丝温度”,一个是“离开灼热丝后试样的火焰或辉光熄灭时间”(以下简称“灼热丝时间”)(参见国家标准GB/T5169.12-2006)。比如灼热丝燃烧指数(750℃,10s),代表试样通过750℃灼热丝,灼热丝时间为10s。灼热丝温度越高,灼热丝时间越短,代表试样的着火危险性越低。尤其是对阻燃有严格需求的场合,例如存在易燃易爆气体的场合,灼热丝时间越短越好。
近年随着家用电器在使用过程中因内部塑料件着火而导致的火灾事件频频发生,欧盟国际电工协会( IEC) 的另一种阻燃评价方法——灼热丝阻燃测试标准( IEC 60695) 日益备受关注。按照标准IEC 60695-2-12: 2000,灼热丝时间小于30 s 即为合格。
(1)   电器灼热丝试验
①  灼热丝燃烧指数定义(参见GB/T 5169.12-2006)
灼热丝燃烧指数(GWFI) glow-wire flammability index (GWFI) 的定义是:一个规定厚度的试验样品在连续三次试验中的最高试验温度,应满足以下条件之一:
a)在移开灼热丝后的30s内试验样品的火焰或灼热熄灭,并且放置在试验样品下面的包装绢纸没有起燃;
b)试验样品没有起燃。
从定义中可以看出,灼热丝燃烧指数包含两个重要参数,试验温度和燃烧时间。其中试验温度最高严酷等级为960℃。试验结果以移开灼热丝后的燃烧时间判定,小于30s合格,也就是国标规定的灼热丝时间不能超过30s。
②    灼热丝试验要求  (参见电器行业国家标准GB10963.1-2005)
9.15 耐异常发热和耐燃(灼热丝试验)   
在下列条件下,按GB/T5169.10-1997中的第4章至第10章进行灼热丝试验:
——对断路器中把载流部件和保护电路部件保持在其位置上必需的,用绝缘材料制成的外部部件,在(960±15)℃的温度下进行试验:      
如果符合下列要求,可看作试品通过灼热丝试验:
——没有可见的火焰,也没用持续的辉光;
——在灼热丝移开后,试品上的火焰和辉光在30s内自行熄灭。
此外,不应点燃薄纸或烧焦松木板。
根据上述国标要求,对于保护电路的外壳,试验温度要求的最高标准为960℃,也属于灼热丝试验的最高严酷等级。
(2)耐热试验  (参见电器行业国家标准GB10963.1-2005)
根据国标的耐热试验要求,需要低压电器外壳能够经受因异常现象引起局部过热的温度(125±2)℃,以确保发生异常故障下低压电器外壳不变形、不熔化。也就是对于外壳材料的热变形温度要求很高,至少要保证材料的热变形温度大于125℃,而纯PA6树脂的热变形只有60℃。
低压电器的外壳大多是由各类电工绝缘塑料制成,因直接与电接触,往往因高压、发热、放电产生电火花等原因燃烧,引起火灾。为此,对低压电器外壳用聚酰胺类绝缘塑料进行阻燃改性是非常必要的。国家标准GB10963.1-2005《电气附件家用及类似场所用过电流保护断路器第1部分》的9.15条款—耐异常发热和耐燃中明确规定了用绝缘材料制成的不同外部部件的阻燃性能要求:(1)对断路器中把载流部件和保护电路部件保持在其位置上所必需的绝缘材料外部部件,需通过960℃灼热丝试验(即按照GB/T 5169.10-1997标准进行试验,在960℃的灼热丝移开后,试品上的火焰和辉光须在30s 内自行熄灭或没有可见的火焰,也没有持续的辉光);(2)对所有其他由绝缘材料制成的外部部件,需通过650℃灼热丝试验。
尼龙6和尼龙66 是在电子电器中应用最广的工程塑料之一。经过增强、阻燃、增韧等改性后的尼龙6和尼龙66,完全可以满足电子电器工业领域对材料的强度、阻燃性、电绝缘性、耐漏电起痕及外观等性能的要求。对于电子电器行业中使用的聚酰胺塑料制品如断路器、交流接触器、继电器、墙壁开关、电源连接器、电捅排、插座等,因直接与电接触, 往往因高压、发热、放电产生电火花等原因燃烧, 引起火灾;为此, 对电子电器用聚酰胺进行阻燃改性是非常必要的。尼龙6 和尼龙66 的阻燃改性方法一般添加一种或几种阻燃剂、热氧稳定剂、其他加工助剂等。阻燃改性聚酰胺工程塑料依据添加阻燃剂的不同类型,可分为环保型阻燃聚酰胺和无卤环保型阻燃聚酰胺。显然无卤环保型阻燃聚酰胺材料的档次比环保型阻燃聚酰胺更高一筹。(方万漂等. 电子电器业用阻燃改性聚酰胺,塑料工业,2006,34(2),第64页,第1-2段)
三聚氰胺氰尿酸盐(简称MCA) 是一种无卤阻燃剂。由于其分子中只含有阻燃元素氮,不含有卤素,用它阻燃的材料燃烧时不产生有毒气体,是一种环境友好型添加剂。MCA阻燃PA6的机理一般认为MCA主要是通过“升华吸热”的物理阻燃方式(即MCA升华,吸收热量,从而降低材料表面的温度)来起到阻燃作用的,MCA更符合实际的阻燃机理为:350℃时MCA升华吸热并可分解生成ME和CA,除了发挥ME的阻燃作用外,CA的存在还可降低PA的热稳定性,进一步催化PA降解为低聚物,从而降低熔体粘度,迅速产生熔滴并脱离燃烧区域,能够更有效地带走热量,起到阻燃PA的作用(王章郁. 三聚氰胺聚磷酸盐阻燃玻纤增强尼龙6及尼龙66的研究[硕士学位论文], 四川大学,2007年,第12页第5段)。MCA对玻纤增强PA6阻燃效果差,其主要原因是,由于玻纤的存在阻止了熔融聚合物的流动,可起到防止滴落的作用,使得单独使用氮系阻燃剂不能对GFPA(玻纤增强尼龙)起到较好的阻燃效果。一般需要添加其他阻燃剂构成复合阻燃体系来对GFPA进行阻燃(王章郁. 三聚氰胺聚磷酸盐阻燃玻纤增强尼龙6及尼龙66的研究[硕士学位论文],四川大学,2007年,第13页第2段)。
由于玻纤对MCA阻燃效果的不良影响,使得MCA适合用于非玻纤增强的阻燃聚酰胺,单独使用氮系阻燃剂不能对GFPA起到较好的阻燃效果,一般需要添加其他阻燃剂构成复合阻燃体系来对GFPA进行阻燃(三聚氰胺聚磷酸盐阻燃玻纤增强尼龙6及尼龙66的研究[硕士学位论文],四川大学,2007年,第12页第2段)。以MCA阻燃PA6为例,当MCA阻燃PA6时,添加6%~8%的MCA,PA6的阻燃等级可达UL94V-0级;当采用8%的MCA、10%的超细滑石粉、82%的PA6配方生产阻燃尼龙时,阻燃试片的燃烧时间明显变长,同时燃烧熔滴物引燃脱脂棉;MCA在阻燃玻纤增强PA6时,阻燃试片的燃烧测试全部失败(廖洪书,MCA阻燃剂的现状及发展方向,川化,2005年第3期,第5页右栏最后一段,第6页左栏第1段)。采用无卤阻燃剂是大势所趋,对于氮系阻燃剂中成本最低的MCA在阻燃尼龙、阻燃玻纤增强尼龙方面要克服其应用的局限性,需要对MCA进行改性,改性的方法可以是胶囊化、接枝改性、加入助剂(廖洪书,MCA阻燃剂的现状及发展方向,川化,2005年第3期,第6页右栏第1段6-15行,第6-8段)
发明内容
设计目的:避免背景技术存在的不足之处,设计一种低成本无卤阻燃聚酰胺材料。
设计方案:为了实现上述设计目的。1、采用聚酰胺树脂作为本申请的主要成份,是本发明的技术特征之一。这样做的目的在于:聚酰胺树脂是一种综合性能非常优异的热塑性通用工程塑料,它具有优异的耐温性,热分解温度通常大于350℃,可以连续在80~120℃的条件下使用,具有较好的抗张强度,是机械部件的优选材料。2、采用玻璃纤维作为本申请的增加筋,是本发明的技术特征之二。这样做的目的在于:采用玻璃纤维增强尼龙材料,具有高强度、高耐热、低成本、收缩小的特性,广泛应用于电子电气、汽车、化学和电子装置等领域的功能部件。
技术方案:一种用于低压电器的低成本无卤阻燃聚酰胺材料,该改性材料是由PA6、短玻璃纤维、硅灰石、无卤阻燃剂、抗氧剂和润滑剂组成,各组分的含量按重量的百分比如下:
聚酰胺树脂 35~70 份,
短玻璃纤维 2~17 份,
无机填充材料硅灰石 15~32 份,
无卤阻燃剂MCA 7~24 份,
稳定添加助剂 0.1~1.2 份,
润滑剂 0.1~0.7 份。
所述的聚酰胺树脂,是指那些分子链上含有酰胺键基团的各种聚合物,典型的例子如尼龙6、尼龙66、尼龙1010、尼龙610等,可以是其中的一种或者几种聚酰胺树脂材料。以上所述的聚酰胺材料,优选的是尼龙6,其中,更优选的是那些单体含量小于0.5%,拉伸强度大于65MPa,相对粘度指数为2.4~2.6的尼龙6,优选相对粘度为2.4的PA6,按共混材料的总重量计,尼龙6用量约为47~65份。
所用的玻璃纤维材料主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等,玻璃纤维按形态和长度,可分为连续纤维、定长纤维和玻璃棉;本发明优选的玻璃纤维是短玻璃纤维,所述的短玻璃纤维,优选使用国际复合公司提供的短玻纤,其短玻璃纤维长度为4.3~4.7mm,其直径优选的范围是9~11μm;所述的短玻璃纤维,其中,所述的玻璃纤维为用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂其中的一种或两种处理过的玻璃纤维,其中按共混材料的总重量计,短玻璃纤维的用量约为2~17份,更优选的用量约为4~12份。
上述用于低压电器外壳的低成本无卤阻燃聚酰胺材料共混体系中还应加入的无机填料是硅灰石;所述的硅灰石,其中,二氧化硅的含量不应少于48%,粒子直径最好要小于或者等于13μm,在填充材料相同的情况下,粒径达到一定级别的时可以获得较好的综合性能,特殊地,本发明也可以加入一些经过改性的硅灰石,改性后的无机填充材料不但可以提高分散能力,同时也可以提高产品的表面效果。按共混材料的总重量计,优选的硅灰石用量约为15~27份。
为了获得优异的阻燃性能,共混体系中,还应加入的阻燃剂是三聚氰胺氰尿酸盐(简称为MCA),所述的MCA,平均粒径要少于或者等于3μm,耐热方面,0.5%的失重温度应不少于310℃,其中,以共混材料的总重量计,MCA的用量约为7~24份。
上述用于低压电器外壳的低成本无卤阻燃聚酰胺材料体系中还应加入一种或者几种稳定添加剂,聚酰胺材料在加工过程中不可避免地会有氧化及降解的趋势,稳定剂的加入,可以降低或者消除这些反应,以提高整个材料加工过程中的稳定性;所述的稳定剂,优选的稳定剂是抗氧剂,抗氧剂是指那些能够抑制或者延缓高聚物和其他有机化合物在某一环境中热氧化的有机化合物或无机化合物,根据作用不同,一般可以分为主抗氧剂、辅抗氧剂及碳自由基捕捉剂。通过主、辅抗氧剂的相互协同作用,可以大大提高材料的加工过稳定性。
所述的抗氧剂,优选的是N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(抗氧剂1098)、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)、双(2,4-二叔丁基)季四醇二亚磷酸酯(抗氧剂S-9228)中的一种或者多种,其中,以组合物的总重量计,抗氧剂的比例范围最好约为0.1~1.0份,更优选的用量约为0.3~0.6份,主抗氧剂和辅助抗氧剂的比例最好为1:1
上述共混材料中还应加入一种或者几种润滑剂,润滑剂的加入是为了提高润滑性、减少摩擦、降低界面粘附性能,以获得性能更佳,表面更好的改性聚酰胺共混材料。
以上所述的润滑剂,还应加入一种或者几种分散剂,优选的分散剂是硬脂酸锌、硬脂酸钙、季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双硬酯酰胺、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、乙烯-丙烯酸共聚物、褐煤酸蜡等其中的一种或者几种,优选的润滑剂是改性乙撑双硬酯酰胺。
以上所述的润滑剂,其中,以共混材料的总重量计,改性乙撑双硬酯酰胺的用量约为0.1~0.7份。
具体实施方式
实施例1:将59重量%的尼龙6 (尼龙6,相对粘度2.4)、7重量%的短玻璃纤维、19重量%的硅灰石(1250目)、15重量%的MCA、0.3重量%的N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、0.3重量%的三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和0.3重量%的硬酯酸钙在高速混合机中1000转搅拌3~5分钟,混合均匀后,投入双螺杆挤出机挤出造粒,双螺杆挤出机的长径比为40:1,螺杆转速为280rpm/min,螺杆各分区温度为,第一区235℃、第二区235℃、第三区230℃、第四区230℃、第五区220℃、第六区210℃、第七区210℃、第八区210℃、第九区210℃、机头温度控制在265℃,拉条过水切粒。
实施例2:将60重量%的尼龙6 (相对粘度2.4)、10重量%的短玻璃纤维、18重量%的硅灰石(1250目)、12重量%的MCA、0.3重量%的N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、0.3重量%的三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和0.3重量%的硬酯酸钙在高速混合机中1000转搅拌3~5分钟,混合均匀后,投入双螺杆挤出机挤出造粒,双螺杆挤出机的长径比为40:1,螺杆转速为280rpm/min,螺杆各分区温度为,第一区225℃、第二区235℃、第三区230℃、第四区230℃、第五区220℃、第六区210℃、第七区210℃、第八区210℃、第九区210℃、机头温度控制在245℃,拉条过水切粒。
实施例3:将61重量%的尼龙6 (相对粘度2.4)、7重量%的短玻璃纤维、18重量%的硅灰石(400目)、14重量%的MCA(汽巴公司提供)、0.3重量%的N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、0.3重量%的三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和0.5重量%的改性乙撑双硬酯酰胺在高速混合机中1000转搅拌3~5分钟,混合均匀后,投入双螺杆挤出机挤出造粒,双螺杆挤出机的长径比为40:1,螺杆转速为280rpm/min,螺杆各分区温度为,第一区235℃、第二区235℃、第三区230℃、第四区230℃、第五区220℃、第六区210℃、第七区210℃、第八区210℃、第九区210℃、机头温度控制在255℃,拉条过水切粒。
实施例4:将56重量%的尼龙6 (相对粘度2.4)、9重量%的短玻璃纤维、22重量%的硅灰石(1250目,未改性硅灰石)、13重量%的MCA(汽巴公司提供)、0.3重量%的N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、0.3重量%双(2,4-二叔丁基)季四醇二亚磷酸酯、0.2重量%的硬酯酸钙和0.3重量%的高分子量聚硅氧烷(GM100)在高速混合机中1000转搅拌3~5分钟,混合均匀后,投入双螺杆挤出机挤出造粒,双螺杆挤出机的长径比为40:1,螺杆转速为280rpm/min,螺杆各分区温度为,第一区235℃、第二区235℃、第三区230℃、第四区230℃、第五区220℃、第六区210℃、第七区210℃、第八区210℃、第九区210℃、机头温度控制在255℃,拉条过水切粒。
实施例5:将64重量%的尼龙6、7重量%的短玻璃纤维、16重量%的硅灰石(未改性)、13重量%的MCA、0.3重量%的N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、0.3重量%的三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和0.3重量%的硬酯酸钙在高速混合机中1000转搅拌3~5分钟,混合均匀后,投入双螺杆挤出机挤出造粒,双螺杆挤出机的长径比为40:1,螺杆转速为280rpm/min,螺杆各分区温度为,第一区225℃、第二区235℃、第三区230℃、第四区230℃、第五区220℃、第六区210℃、第七区210℃、第八区210℃、第九区210℃、机头温度控制在245℃,拉条过水切粒。
实施例6:将59重量%的尼龙6、7重量%的短玻璃纤维、20重量%的硅灰石(经过改性后的硅灰石)、14重量%的MCA、0.3重量%的N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、0.3重量%的三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、0.3重量%的GM100和0.3重量%的改性乙撑双硬酯酰胺在高速混合机中1000转搅拌3~5分钟,混合均匀后,投入双螺杆挤出机挤出造粒,拉条过水切粒。
将上述对比例和实施例完成造粒的粒子在95~105℃的鼓风干燥箱中干燥4小时,再将干燥后的粒子在MA600/150的注塑机上打样成型,加工温度控制在205~265℃,模温控制在90~115℃。
表1
表2
所有组分及测试结果如上表1和表2所示,所用的拉伸测试都按照国标GB/T 1040.1-2006标准进行检验,所有的弯曲测试都按照国标GB/T 9341-2000标准进行检验,冲击强度测试按照GB/T 1043.1/1eA标准进行检验,阻燃性能按照GB/T 2408-1996标准进行检验,试样尺寸(mm):(124±0.2)×(13±0.2)×(1.6±0.2)(长×宽×厚)。热变形温度测试按GB/T 1634.2-2004标准进行检验;负载为1.80MPa,跨距为64mm,相比电痕化指数(CTI)测试按标准GB/T 4207-2003进行检验,灼热丝燃烧指数按照GB/T 5169.12-2006标准进行检验。
从上述表格可以看出,本发明的产品同比国外产品相比具有更加符合国内市场发展需要的价格竞争力,产品的综合性能优良,具有非常稳定的阻燃效果,适合应用于汽车、电子电器、纺织等领域,本发明公布旨在提供一种适用于低压电器外壳的低成本无卤阻燃聚酰胺材料。
需要理解到的是:上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述,但是这些文字描述,只是对本发明设计思路的简单文字描述,而不是对本发明设计思路的限制,任何不超出本发明设计思路组合、增加或修改,均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于低压电器外壳的低成本无卤阻燃聚酰胺材料,其特征是各组分的含量按重量的百分比如下:
聚酰胺树脂 35~70 份,
短玻璃纤维 2~17 份,
无机填充材料硅灰石 15~32 份,
无卤阻燃剂MCA 7~24 份,
稳定添加助剂 0.1~1.2 份,
润滑剂 0.1~0.7 份。
2.根据权利要求1 所述的用于低压电器外壳的低成本无卤阻燃聚酰胺材料,其特征是:所述聚酰胺树脂是指具有酰胺基团的各种聚合物,即尼龙6、尼龙66、尼龙1010、尼龙610中的一种或者几种复合。
3.根据权利要求2 所述的用于低压电器外壳的低成本无卤阻燃聚酰胺材料,其特征是:所述聚酰胺树脂是尼龙6,其中以共混材料的总重量计,尼龙6 用量为35~70 份,或更优选的方案是尼龙6 用量为47~65 份。
4.根据权利要求1 所述的用于低压电器外壳的低成本无卤阻燃聚酰胺材料,其特征是:所述短玻璃纤维为用硅烷偶联钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂处理过的玻璃纤维,其中按共混材料的总重量计,短玻璃纤维的用量为2~17份,或更优选的用量为4~12 份。
5.根据权利要求1 所述的用于低压电器外壳的低成本无卤阻燃聚酰胺材料,其特征是:所述稳定添加助剂是抗氧剂,所述抗氧剂优选的用量约为0.1~1.2 份,或更优选的用量约为0.3~0.6 份。
6.根据权利要求1 所述的用于低压电器外壳的低成本无卤阻燃聚酰胺材料,其特征是:所述分散剂是硬脂酸锌、硬脂酸钙、季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双硬酯酰胺、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、乙烯-丙烯酸共聚物、褐煤酸蜡等其中的一种或者几种,优选的润滑剂是改性乙撑双硬酯酰胺。
7.根据权利要求1 所述的用于低压电器外壳的低成本无卤阻燃聚酰胺材料,其特征是:所述润滑剂以共混材料的总重量计,改性乙撑双硬酯酰胺的用量约为0.1~0.7 份。
8.根据权利要求1-7任一项所述的用于低压电器外壳的低成本无卤阻燃聚酰胺材料,其特征是:所述的无机填充材料硅灰石可以是改性或者未改性的硅灰石,也可是两者复配,或者单独使用其中某一种。
9.根据权利要求1-7任一项所述的用于低压电器外壳的低成本无卤阻燃聚酰胺材料,其特征是:所述硅灰石的用量约为15~27份。
10.根据权利要求1-7任一项所述的用于低压电器外壳的低成本无卤阻燃聚酰胺材料,其特征是:所述的硅灰石中二氧化碳的含量不少于48%,粒子直径小于或等于13μm。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105315656A (zh) * 2015-11-12 2016-02-10 浙江铧淳塑料有限公司 一种环保阻燃玻纤增强pa6材料及其制备方法
CN105482445A (zh) * 2015-12-22 2016-04-13 合肥仲农生物科技有限公司 一种增强尼龙复合材料
CN106751780A (zh) * 2016-12-26 2017-05-31 东莞市佳乾新材料科技有限公司 用于压电材料的聚酰胺组合物及制造方法
CN106810858A (zh) * 2015-11-28 2017-06-09 惠州卫生职业技术学院 一种阻燃的玻纤增强pa66复合材料
CN110982119A (zh) * 2019-12-20 2020-04-10 杭州本松新材料技术股份有限公司 三唑类化合物作为低压电器外壳用热塑性树脂材料添加剂的用途
CN111349334A (zh) * 2020-03-18 2020-06-30 上海金发科技发展有限公司 一种高性能mca阻燃尼龙材料及其制备方法
CN111363348A (zh) * 2020-03-25 2020-07-03 上海金发科技发展有限公司 一种具有生物抗霉功能的无卤阻燃聚酰胺复合物及其应用
CN112646365A (zh) * 2020-12-19 2021-04-13 杭州本松新材料技术股份有限公司 一种低压电器用导热、阻燃聚酰胺组合物及其应用
CN113502048A (zh) * 2021-05-25 2021-10-15 中广核俊尔(浙江)新材料有限公司 一种高白度耐黄变低压电器外壳专用无卤阻燃尼龙6材料

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102850788A (zh) * 2012-04-27 2013-01-02 常熟市发东塑业有限公司 改性的高韧性尼龙复合材料的制备方法
CN102643537A (zh) * 2012-04-27 2012-08-22 常熟市发东塑业有限公司 耐高温无卤阻燃尼龙复合材料的制备方法
CN102942782A (zh) * 2012-10-24 2013-02-27 常州大学 一种持续高温环境下使用的连续碳纤维增强尼龙复合材料及制备方法
CN104046002A (zh) * 2014-07-10 2014-09-17 苏州新区华士达工程塑胶有限公司 一种导热聚酰胺
CN104861648A (zh) * 2015-05-21 2015-08-26 浙江新力塑料股份有限公司 无卤阻燃增强低压断路器外壳专用聚己二酰戊二胺复合材料
CN106280422A (zh) * 2016-08-30 2017-01-04 宁波伊德尔新材料有限公司 一种低气味阻燃尼龙6复合材料及其制备方法
CN107141782A (zh) * 2017-06-20 2017-09-08 苏州旭光聚合物有限公司 高光泽玻纤增强改性尼龙
CN109651804B (zh) * 2018-11-23 2021-03-23 中广核俊尔新材料有限公司 一种连续玻璃纤维增强尼龙复合板材及其制备方法和在制备汽车制动踏板中的应用
US20220262540A1 (en) * 2021-02-17 2022-08-18 Eaton Intelligent Power Limited Thermoplastic based arc resistant material for electrical application
CN114854192A (zh) * 2022-05-31 2022-08-05 常州威材新材料科技有限公司 一种可激光打标mca阻燃增强pa6材料及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101440210A (zh) * 2007-11-19 2009-05-27 上海日之升新技术发展有限公司 一种环保阻燃复合填充增强尼龙6树脂组合物

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19607635A1 (de) * 1996-02-29 1997-09-04 Hoechst Ag Schwerentflammbare Polyamidformmassen
CN100549095C (zh) * 2007-05-30 2009-10-14 深圳市科聚新材料有限公司 一种无卤无磷环保阻燃的聚酰胺树脂及其制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101440210A (zh) * 2007-11-19 2009-05-27 上海日之升新技术发展有限公司 一种环保阻燃复合填充增强尼龙6树脂组合物

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105315656A (zh) * 2015-11-12 2016-02-10 浙江铧淳塑料有限公司 一种环保阻燃玻纤增强pa6材料及其制备方法
CN106810858A (zh) * 2015-11-28 2017-06-09 惠州卫生职业技术学院 一种阻燃的玻纤增强pa66复合材料
CN105482445A (zh) * 2015-12-22 2016-04-13 合肥仲农生物科技有限公司 一种增强尼龙复合材料
CN106751780A (zh) * 2016-12-26 2017-05-31 东莞市佳乾新材料科技有限公司 用于压电材料的聚酰胺组合物及制造方法
CN110982119A (zh) * 2019-12-20 2020-04-10 杭州本松新材料技术股份有限公司 三唑类化合物作为低压电器外壳用热塑性树脂材料添加剂的用途
CN111349334A (zh) * 2020-03-18 2020-06-30 上海金发科技发展有限公司 一种高性能mca阻燃尼龙材料及其制备方法
CN111349334B (zh) * 2020-03-18 2023-06-20 上海金发科技发展有限公司 一种高性能mca阻燃尼龙材料及其制备方法
CN111363348A (zh) * 2020-03-25 2020-07-03 上海金发科技发展有限公司 一种具有生物抗霉功能的无卤阻燃聚酰胺复合物及其应用
CN112646365A (zh) * 2020-12-19 2021-04-13 杭州本松新材料技术股份有限公司 一种低压电器用导热、阻燃聚酰胺组合物及其应用
CN112646365B (zh) * 2020-12-19 2022-03-29 杭州本松新材料技术股份有限公司 一种低压电器用导热、阻燃聚酰胺组合物及其应用
CN113502048A (zh) * 2021-05-25 2021-10-15 中广核俊尔(浙江)新材料有限公司 一种高白度耐黄变低压电器外壳专用无卤阻燃尼龙6材料
CN113502048B (zh) * 2021-05-25 2023-09-08 中广核俊尔(浙江)新材料有限公司 一种高白度耐黄变低压电器外壳专用无卤阻燃尼龙6材料

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