CN114085522B - 一种高cti值无卤阻燃玻纤增强pa66/ppo复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及复合工程塑料技术领域,具体公开了一种高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料及其制备方法。所述复合材料按重量百分比由以下组分组成:PA6625%~70%,PPO8.8%~20%,无卤阻燃剂5%~16%,玻璃纤维10%~30%,相容剂3%~7%,添加剂1~5%组成。所述的无卤阻燃剂为微胶囊包覆红磷阻燃剂和/或磷硅复配阻燃剂,所述的玻璃纤维为表面经过硅烷偶联剂处理的无碱玻璃纤维,所述的相容剂为通过预辐照接枝共聚自制的马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯,所述的其它功能性添加剂包括抗氧剂、润滑剂、无机填充材料中的一种或多种。该复合材料具有高CTI值和阻燃性能,可应用于电子电器、办公产品和汽车配件。
Description
技术领域
本发明属于复合工程塑料领域,具体涉及一种高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料及其制备方法。
背景技术
尼龙(简称PA),是分子主链上含有重复酰胺基团—[NHCO]—的热塑性树脂总称,其命名由合成单体具体的碳原子数而定,为世界五大通用工程塑料之一。尼龙类树脂中的PA66的分子式为-[CO(CH2)4CONH(CH2)6NH]n,其具有机械强度大,耐热、耐有机溶剂、耐磨损、耐油、自润滑性且摩擦系数低、电绝缘性好、加工性能优良和流动性强等特性,但其吸水率高,尺寸稳定性差,限制了其在高温、高湿的环境中的应用。
聚苯醚(简称PPO),是世界上五大通用工程塑料之一。它具有刚性大、尺寸稳定性强、优良的耐热性、难燃、无毒、电性能优良等优点,其介电常数和介电损耗在工程塑料中是最小的品种之一,几乎不受温度、湿度的影响,可用于低、中、高频电场领域。但其自身有较大的熔体粘度,不易加工且耐有机溶剂性差,产品容易因残余应力而发生应力开裂。
因此研制PPO与PA66合金非常有价值,一方面可以改善PA66的吸水率高,另一方面也可以改善PPO的加工性能和耐化学溶剂性能差的问题,使它们在性能上实现优势互补拓展应用范围。而PPO是一种自熄性的非极性非晶体聚合物,与极性结晶聚合物PA66简单机械共混后制成合金,其相容性差、阻燃性能明显降低,这就需要通过添加相容剂和阻燃剂来提高体系的相容性和阻燃性能。虽然传统卤系阻燃剂价格低廉、稳定性好、添加量少,与合成树脂材料相容性好,但其燃烧产生的废气会对环境造成污染,甚至会对人类健康造成威胁。
鉴于现有塑料合金存在的缺陷和局现性,有必要研究新的方法制备具有良好的相容性、优良的阻燃性能、无污染、高CTI值、力学性能强的新产品,拓宽其在电子电器、办公产品及汽车配件的应用范围。
发明内容
针对现有技术中存在的问题和不足,本发明的目的旨在提供一种高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料及其制备方法。
为实现发明目的,本发明采用的技术方案如下:
本发明首先提供了一种高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料,按重量百分比计,由以下组分组成:
根据上述高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料,优选地,所述的无卤阻燃剂为微胶囊包覆红磷阻燃剂、磷硅复配阻燃剂中的至少一种,更优选地,所述磷硅复配阻燃剂为同时含有磷元素和硅元素的化合物。
根据上述高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料,优选地,所述玻璃纤维为经硅烷偶联剂处理的无碱玻璃纤维。
根据上述高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料,优选地,所述相容剂为马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯。更加优选地,所述马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯的制备方法为:将高抗冲聚苯乙烯经γ射线辐照处理,辐射剂量为10KGy~20KGy,然后将高抗冲聚苯乙烯和马来酸酐以质量比100:4进行共混密炼,密炼温度为175℃~200℃,密炼时间10min~20min,得到马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯。
根据上述高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料,优选地,所述添加剂为无机填充材料、抗氧化剂、润滑剂中至少一种。
根据上述高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料,优选地,所述无机填充材料是由氢氧化铝、四氧化三铁和沉淀硫酸钡按重量比57:14:29组成。
根据上述高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料,优选地,所述抗氧化剂是由受阻酚类化合物和亚磷酸酯类化合物按重量比1:1组成。
根据上述高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料,优选地,所述润滑剂是由硅酮母粒和PETS按重量比62.5:37.5组成。
根据上述高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料,优选地,所述PPO分子量为25000g/mol~60000g/mol,更加优选地,PPO的特性粘度为0.4dl/g。
本发明还提供了一种高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料的制备方法,包括如下步骤:以重量计,按比例称取各组分,并将PA66和PPO真空干燥处理,将相容剂、阻燃剂及添加剂与干燥后的PA66和PPO混合均匀后从进料口混入挤出机,玻璃纤维从挤出机侧方喂料口混入,于分区温度265℃~275℃、主机转速8HZ~20HZ,喂料转速3.5HZ~9.6HZ和玻纤2根的挤出条件下,挤出造粒,制得高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料。
与现有技术相比,本发明取得的积极有益效果:
(1)本发明利用无机填充材料制得的高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料,使该复合材料的CTI值达到600V。
(2)本发明的高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料中加入微胶囊包覆红磷阻燃剂、磷硅复配阻燃剂中的至少一种,微胶囊包覆红磷和磷硅复配阻燃剂燃烧时的降解产物会促使高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料材料的表面脱水碳化,生成隔绝氧气、难燃烧、阻隔热传递的碳层,减少可燃性的气体的释放,从而达到中断燃烧反应的不断延续,起到阻燃的效果,使该复合材料的1.6mm阻燃样条达到UL-94V-0级。
(3)本发明通过在高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料中加入经硅烷偶联剂处理的无碱玻璃纤维,使高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料的抗拉强度和缺口冲击强度分别提高73MPa和2.6KJ/m2。
(4)本发明的高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料中加入占PA66树脂28.5%~50%的PPO树脂,一方面、PPO树脂能提高该复合材料的绝缘性能,另一方面、PPO树脂能降低该复合材料的吸水率;PPO树脂的加入量占高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料的10%~20%,而且随着PPO加入量的增加,未使该复合材料的冲击强度出现明显下降。
(5)本发明的高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料中加入润滑剂,能够提高复合材料在加工过程中的流动性,降低摩擦系数,在一定程度上保证了复合材料质量的稳定性。
(6)本发明的高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料中加入抗氧剂,可以提高复合材料在加工过程中的抗氧化性能和使用过程中的抗老化性能。
(7)本发明制备的高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料燃烧时发烟量小、对环境友好,符合绿色环保的要求。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明作进一步说明,但并不限制本发明的范围。
实施例1:
一种高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料,按重量百分比计,由以下组分组成:33.7%PA66、8.8%PPO、7%相容剂、16%磷硅复配阻燃剂(生产厂家:淄博万荣化工有限公司,货号:WR-6002)、30%玻璃纤维、3.5%无机填充材料、0.8%润滑剂和0.2%抗氧化剂。
其中,所述PPO的粒径2.8mm,分子质量为25000g/mol,特性粘度为0.4dl/g;所述相容剂为马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯,所述玻璃纤维为经硅烷偶联剂处理的无碱玻璃纤维(生产厂家:巨石集团有限公司,货号:EDR14-2000-998A);所述无机填充材料中氢氧化铝、四氧化三铁和沉淀硫酸钡的重量比为57:14:29;所述润滑剂中的硅酮母粒和PETS的重量比为62.5:37.5;所述抗氧剂(生产厂家:固安兴龙化工有限公司,货号:1010)中的受阻酚类化合物和亚磷酸酯类化合物的质量比为1:1。
马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯的制备方法为:将高抗冲聚苯乙烯(生产厂家:上海赛科,货号:622P)γ射线辐照处理,辐射剂量为10KGy,然后将高抗冲聚苯乙烯和马来酸酐以质量比100:4进行共混密炼,密炼温度为175℃,密炼时间20min,得到马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯。
上述高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料的制备方法为:按比例称取各种原料,并将PA66和PPO放在105℃真空干燥箱中,干燥处理4h,将相容剂、阻燃剂及添加剂与干燥后的PA66和PPO混合均匀后从进料口混入,玻璃纤维从侧方喂料口混入,然后利用双螺杆挤出机挤出造粒,制得高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料,其中挤出条件见表1。
表1挤出条件
实施例2:
一种PA66/PPO复合材料,按重量百分比计,由以下组分组成:43%PA66、11%PPO、7%相容剂、8%微胶囊包覆红磷阻燃剂(生产厂家:淄博万荣化工有限公司,货号:FRM-150B)、30%玻璃纤维、0.8%润滑剂和0.2%抗氧化剂。
其中,所述PPO的粒径2.8mm,分子质量为25000g/mol,特性粘度为0.4dl/g;所述相容剂为马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯;所述玻璃纤维为经硅烷偶联剂处理的无碱玻璃纤维(生产厂家:巨石集团有限公司,货号:EDR14-2000-998A);所述润滑剂中的硅酮母粒和PETS的重量比为62.5:37.5;所述抗氧剂(生产厂家:固安兴龙化工有限公司,货号:1010)中的受阻酚类化合物和亚磷酸酯类化合物的质量比为1:1。
马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯的制备方法为:将高抗冲聚苯乙烯(生产厂家:上海赛科,货号:622P)经γ射线辐照处理,辐射剂量为10KGy,然后将高抗冲聚苯乙烯和马来酸酐以质量比100:4进行共混密炼,密炼温度为175℃,密炼时间20min,得到马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯。
上述PA66/PPO复合材料的制备方法与实施例1相同。
实施例3:
一种PA66/PPO复合材料,按重量百分比计,由以下组分组成:41%PA66、11%PPO、7%相容剂、10%微胶囊包覆红磷阻燃剂(生产厂家:淄博万荣化工有限公司,货号:FRM-150B)、30%玻璃纤维、0.8%润滑剂和0.2%抗氧化剂。
其中,所述PPO的粒径2.8mm,分子质量为25000g/mol,特性粘度为0.4dl/g;所述相容剂为马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯;所述玻璃纤维为经硅烷偶联剂处理的无碱玻璃纤维(生产厂家:巨石集团有限公司,货号:EDR14-2000-998A);所述润滑剂中的硅酮母粒和PETS的重量比为62.5:37.5;所述抗氧剂(生产厂家:固安兴龙化工有限公司,货号:1010)中的受阻酚类化合物和亚磷酸酯类化合物的质量比为1:1。
马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯的制备方法为:将高抗冲聚苯乙烯(生产厂家:上海赛科,货号:622P)经γ射线辐照处理,辐射剂量为10KGy,然后将高抗冲聚苯乙烯和马来酸酐以质量比100:4进行共混密炼,密炼温度为175℃,密炼时间20min,得到马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯。
上述PA66/PPO复合材料的制备方法与实施例1相同。
实施例4:
一种PA66/PPO复合材料,按重量百分比计,由以下组分组成:40%PA66、10%PPO、7%相容剂、12%磷硅复配阻燃剂(生产厂家:淄博万荣化工有限公司,,货号:WR-6002)、30%玻璃纤维、0.8%润滑剂和0.2%抗氧化剂。
其中,所述PPO的粒径2.8mm,分子质量为25000g/mol,特性粘度为0.4dl/g;所述相容剂为马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯;所述玻璃纤维为经硅烷偶联剂处理的无碱玻璃纤维(生产厂家:巨石集团有限公司,货号:EDR14-2000-998A);所述润滑剂中的硅酮母粒和PETS的重量比为62.5:37.5;所述抗氧剂(生产厂家:固安兴龙化工有限公司,货号:1010)中的受阻酚类化合物和亚磷酸酯类化合物的质量比为1:1。
马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯的制备方法为:将高抗冲聚苯乙烯(生产厂家:上海赛科,货号:622P)经γ射线辐照处理,辐射剂量为10KGy,然后将高抗冲聚苯乙烯和马来酸酐以质量比100:4进行共混密炼,密炼温度为175℃,密炼时间20min,得到马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯。
上述PA66/PPO复合材料的制备方法与实施例1相同。
实施例5:
一种PA66/PPO复合材料,按重量百分比计,由以下组分组成:37%PA66、9%PPO、7%相容剂、16%磷硅复配阻燃剂(生产厂家:淄博万荣化工有限公司,,货号:WR-6002)、30%玻璃纤维、0.8%润滑剂和0.2%抗氧化剂。
其中,所述PPO的粒径2.8mm,分子质量为25000g/mol,特性粘度为0.4dl/g;所述相容剂为马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯;所述玻璃纤维为表面经硅烷偶联剂处理的无碱玻璃纤维(生产厂家:巨石集团有限公司,货号:EDR14-2000-998A);所述润滑剂中的硅酮母粒和PETS的重量比为62.5:37.5;所述抗氧剂(生产厂家:固安兴龙化工有限公司,货号:1010)中的受阻酚类化合物和亚磷酸酯类化合物的质量比为1:1。
马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯的制备方法为:将高抗冲聚苯乙烯(生产厂家:上海赛科,货号:622P)经γ射线辐照处理,辐射剂量为10KGy,然后将高抗冲聚苯乙烯和马来酸酐以质量比100:4进行共混密炼,密炼温度为175℃,密炼时间20min,得到马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯。
上述PA66/PPO复合材料的制备方法与实施例1相同。
实施例6:
一种高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料,按重量百分比计,由以下组分组成:70%PA66、8.8%PPO、3%相容剂、5%微胶囊包覆红磷阻燃剂(生产厂家:淄博万荣化工有限公司,货号:FRM-150B)、10%玻璃纤维、3.2%无机填充材料。
其中,所述PPO的分子质量为60000g/mol;所述相容剂为马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯,所述玻璃纤维为经硅烷偶联剂处理的无碱玻璃纤维(生产厂家:巨石集团有限公司,货号:EDR14-2000-998A);所述无机填充材料中氢氧化铝、四氧化三铁和沉淀硫酸钡的重量比为57:14:29。
马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯的制备方法为:将高抗冲聚苯乙烯(生产厂家:上海赛科,货号:622P)经γ射线辐照处理,辐射剂量为15KGy,然后将高抗冲聚苯乙烯和马来酸酐以质量比100:4进行共混密炼,密炼温度为185℃,密炼时间15min,得到马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯。
上述高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料的制备方法与实施例1相同。
实施例7:
一种高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料,按重量百分比计,由以下组分组成:25%PA66、20%PPO、4%相容剂、8%微胶囊包覆红磷阻燃剂(生产厂家:淄博万荣化工有限公司,货号:FRM-150B),8%磷硅复配阻燃剂(生产厂家:淄博万荣化工有限公司,货号:WR-6002)、30%玻璃纤维、4%无机填充材料、0.8%润滑剂和0.2%抗氧化剂。
其中,所述PPO的分子质量为45000g/mol;所述相容剂为马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯,所述玻璃纤维为经硅烷偶联剂处理的无碱玻璃纤维(生产厂家:巨石集团有限公司,货号:EDR14-2000-998A);所述无机填充材料中氢氧化铝、四氧化三铁和沉淀硫酸钡的重量比为57:14:29;所述润滑剂中的硅酮母粒和PETS的重量比为62.5:37.5;所述抗氧剂(生产厂家:固安兴龙化工有限公司,货号:1010)中的受阻酚类化合物和亚磷酸酯类化合物的质量比为1:1。
马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯的制备方法为:将高抗冲聚苯乙烯(生产厂家:上海赛科,货号:622P)经γ射线辐照处理,辐射剂量为20KGy,然后将高抗冲聚苯乙烯和马来酸酐以质量比100:4进行共混密炼,密炼温度为200℃,密炼时间10min,得到马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯。
上述高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料的制备方法与实施例1相同。
实施例8:
一种高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料,按重量百分比计,由以下组分组成:47%PA66、15%PPO、7%相容剂、10%微胶囊包覆红磷阻燃剂(生产厂家:淄博万荣化工有限公司,货号:FRM-150B)、20%玻璃纤维、0.8%润滑剂和0.2%抗氧化剂。
其中,所述PPO的分子质量为25000g/mol;所述相容剂为马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯,所述玻璃纤维为经硅烷偶联剂处理的无碱玻璃纤维(生产厂家:巨石集团有限公司,货号:EDR14-2000-998A);所述润滑剂中的硅酮母粒和PETS的重量比为62.5:37.5;所述抗氧剂(生产厂家:固安兴龙化工有限公司,货号:1010)中的受阻酚类化合物和亚磷酸酯类化合物的质量比为1:1。
马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯的制备方法为:将高抗冲聚苯乙烯(生产厂家:上海赛科,货号:622P)经γ射线辐照处理,辐射剂量为10KGy,然后将高抗冲聚苯乙烯和马来酸酐以质量比100:4进行共混密炼,密炼温度为175℃,密炼时间20min,得到马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯。
上述高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料的制备方法与实施例1相同。
对比例1:
一种PA66/PPO复合材料,按重量百分比计,由以下组分制成:73%PA66、19%PPO、7%相容剂、0.8%润滑剂和0.2%抗氧化剂,与实施例1的组分区别在于:对比例1没有磷硅复配阻燃剂、玻璃纤维、无机填充材料。
其中,所述PPO的粒径2.8mm,分子质量为25000g/mol,特性粘度为0.4dl/g;所述相容剂为马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯;所述润滑剂中的硅酮母粒和PETS的重量比为62.5:37.5;所述抗氧剂(生产厂家:固安兴龙化工有限公司,货号:1010)中的受阻酚类化合物和亚磷酸酯类化合物的质量比为1:1。
马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯的制备方法为:将高抗冲聚苯乙烯(生产厂家:上海赛科,货号:622P)经γ射线辐照处理,辐射剂量为10KGy,然后将高抗冲聚苯乙烯和马来酸酐以质量比100:4进行共混密炼,密炼温度为175℃,密炼时间20min,得到马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯。
上述PA66/PPO复合材料的制备方法与实施例1相同。
本发明高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料的性能测试:
以本发明实施例1~5和对比例1制备的高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料为例,对本发明制备的高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料的抗拉强度、缺口冲击强度、LOI、UL-94垂直燃烧和CTI等性能进行测试。同时,为了与本发明实施例1~5制备的高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料做对比,本发明还的进行了对比实验,对比实验的内容参见对比例1。
将实施例1~5的高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料和对比例1的PA66/PPO复合材料的粒料在120℃真空干燥箱中干燥4小时,进行注塑制备测试样条,最后对样条进行抗拉强度、缺口冲击强度、LOI、UL-94垂直燃烧和CTI等性能进行测试,其中注塑条件见表2,组成区别和性能测试结果见表3。
表2实施例1~5和对比例1的注塑条件
分段 | 机头 | 一段 | 二段 | 三段 | 料筒 |
温度(℃) | 265 | 275 | 275 | 270 | 265 |
表3实施例1~5和对比例1的组成区别和性能测试结果
由表3可知,通过实施例1和实施例5相比,实施例1中添加了3.5%无机填充材料,而实施例5并未添加无机填料,无机填充材料的加入,不仅能提高复合材料的CTI值,也能在一定程度上提高复合材料的力学性能,与实施例5相比,实施例1的抗拉强度、缺口冲击强度、LOI和CTI分别提高了18.3%、3.80%、4.62%和50.0%。
实施例1和对比例1相比,实施例1添加了磷硅复配阻燃剂和无机填充材料,并用玻璃纤维替代了一部分PA66,磷硅复配阻燃剂燃烧时的降解产物会促使高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料材料的表面脱水碳化,生成隔绝氧气、难燃烧、阻隔热传递的碳层,减少可燃性的气体的释放,从而达到中断燃烧反应的不断延续,起到阻燃的效果,玻璃纤维能提高复合材料的力学性能,与对比例1相比,实施例1的抗拉强度、缺口冲击强度、LOI和CTI分别提高了105%、46.4%、39.2%和200%;实施例1的UL-94垂直燃烧从无提高到V-0级。
实施例1与实施例2和3相比,实施例1采用16%磷硅复配阻燃剂作为阻燃剂,实施例2和3均采用微胶囊包覆红磷阻燃剂,同时实施例2和3未添加无机填充材料,与实施例2和3相比,实施例1的抗拉强度分别提高了21.4%和20.4%、缺口冲击强度15.5%和20.6%、CTI分别提高了71.5%和50%;实施例1的UL-94垂直燃烧达到V-0级,而实施例2的UL-94垂直燃烧只有V-1级,这说明磷硅复配阻燃剂的阻燃作用要优于微胶囊包覆红磷阻燃剂。
实施例2与实施例3相比,二者添加了不同用量的微胶囊包覆红磷阻燃剂,可以看出提高微胶囊包覆红磷阻燃剂的用量,可以提高UL-94垂直燃烧的等级。
实施例1与实施例4相比,实施例1添加了16%磷硅复配阻燃剂,而实施例4添加了12%磷硅复配阻燃剂,由于磷硅复配阻燃剂燃烧时的降解产物会促使高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料材料的表面脱水碳化,生成隔绝氧气、难燃烧、阻隔热传递的碳层,减少可燃性的气体的释放,从而达到中断燃烧反应的不断延续,起到阻燃的效果,与实施例4相比,随着磷硅复配阻燃剂用量的增加,实施例1的UL-94垂直燃烧从V-1提高到V-0级。
通过对比例1和实施例2相比,实施例2中添加了微胶囊包覆红磷和玻璃纤维,而对比例1未添加微胶囊包覆红磷和玻璃纤维,微胶囊包覆红磷燃烧时的降解产物会促使高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料材料的表面脱水碳化,生成隔绝氧气、难燃烧、阻隔热传递的碳层,减少可燃性的气体的释放,从而达到中断燃烧反应的不断延续,起到阻燃的效果,玻璃纤维能提高复合材料的力学性能,与对比例1相比,实施例2添加了玻璃纤维,其抗拉强度、缺口冲击强度、LOI和CTI分别提高了69.6%、26.8%、55.0%和75%;随着阻燃剂的添加,使实施例2的UL-94垂直燃烧提高到V-1级。
通过实施例2和实施例3对比可知,随着阻燃剂用量的增加,UL-94垂直燃烧从V-1级提高到V-0级,CTI也得到了提高。
通过实施例4和实施例5的相比,随着磷硅复配阻燃剂用量的增加,UL-94垂直燃烧从V-1级提高到V-0级。
综上,无卤阻燃剂微胶囊包覆红磷或磷硅复配阻燃剂的加入,使高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料具有显著的阻燃性能;玻璃纤维的加入,显著提高了高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料的力学性能;无机填充材料的加入,不仅显著提高了高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料的CTI,还一定程度上提高了高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料的力学性能。
上述实施例为本发明的具体实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其它任何不超出本发明设计思路组合、改变、修饰、替代、简化,均落入本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种高CTI值无卤阻燃玻纤增强PA66/PPO复合材料,其特征在于,按重量百分比计,由以下组分制成:
PA66 33.7%;
PPO 8.8%;
磷硅复配阻燃剂 16%;
玻璃纤维 30%;
马来酸酐接枝高抗冲聚苯乙烯 7%;
无机填充材料3.5%;润滑剂0.8%和抗氧化剂0.2% ;所述玻璃纤维为经硅烷偶联剂处理的无碱玻璃纤维;所述无机填充材料是由氢氧化铝、四氧化三铁和沉淀硫酸钡按重量比57:14:29组成;所述抗氧化剂是由受阻酚类化合物和亚磷酸酯类化合物按重量比1:1组成;所述润滑剂是由硅酮母粒和PETS按重量比62.5:37.5组成;所述PPO分子量为25000g/mol。
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