高CTI值、无卤阻燃玻纤增强尼龙66的研究

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高CTI值、无卤阻燃玻纤增强尼龙66的研究

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浏览:- 发布日期:2017-09-26 10:37:00【

1、不同阻燃剂对玻纤增强PA66性能的影响

由于应用咋阻燃玻纤增强PA66中的阻燃剂种类很多,笔者首先比较了在相同玻纤含量下, 不同阻燃剂对玻纤增强尼龙66性能的影响,见表1.

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从表1可以看出,在适当的添加量下,溴化环氧树脂、十溴二苯乙烷及红磷母粒对玻纤增强PA66起到很好的阻燃效果,阻燃性能达到UL 94 V-0级。但MCA对玻纤增强PA66的阻燃效果并不理想,阻燃性能不合格。溴系阻燃剂虽然阻燃性能较好,且也满足欧盟的RoHS指令,但其CTI值只有200,不能满足其在电子电器上应用的电绝缘性能要求。红磷母粒不但阻燃性能较好,CTI值也达到400,已在最低程度上满足电子电器产品对CTI值的要求,且其力学性能也基本复合要求。因此,要满足阻燃玻纤增强PA66在电子电器产品中的应用,红磷母粒是首选的阻燃剂。

2、红磷母粒用量对玻纤增强PA66性能的影响

对于阻燃玻纤增强PA66,一方面要求阻燃性能达到UL 94 V-0 级,另一方面要求达到最佳的力学性能,因此阻燃剂的用量至关重要。表2为红磷母粒用量对玻纤增强PA66性能的影响。

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从表2可以看出,随着红磷母粒用量的增加,玻纤增强PA66材料的阻燃性能逐步提高,添加14%红磷母粒时材料的阻燃性能即可达到UL 94 V-0 级。但另一方面,随着红磷母粒用量的增加,材料的力学性能和CTI值都呈现出下降的趋势。可以看出,红磷母粒的用量与材料的CTI值有着十分密切的关系。

3、CTI改进剂用量对阻燃玻纤增强PA66性能的影响

通过对表2的数据分析可以看出,阻燃玻纤增强PA66材料的阻燃性能与其CTI值是相互矛盾的,即随红磷母粒用量增加,材料阻燃性能提高同时其CTI值下降。在当前电子电器工业对材料电气性能要求越来越高的情况下,这必然会影响添加自制的复配CTI改进剂,在保证阻燃性能达到UL 94 V-0 级的同时来提高材料的CTI值。表3给出了CTI改进剂用量对阻燃玻纤增强PA66性能的影响。

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从表3可以看出,随着CTI改进剂用量的增加,阻燃玻纤增强PA66材料的力学性能有所降低,阻燃性能维持不变。此外,在阻燃性能达到V-0 级的同时,随着CTI改进剂用量的增加,CTI值逐渐提高。可见,CTI改进剂的加入,在一定程度上改善了材料的电绝缘性能,并且使材料已基本达到欧美和日本等工业发达国家及地区对家用电器产品CTI值的要求。

4、阻燃玻纤增强PA66对不同电极的腐蚀性

由于该阻燃玻纤增强PA66材料主要应用在电子电器产品中,而在实际应用过程中用该材料制成的制件通常会和一些金属零件相互接触,且工作环境温度较高,因此在要求该材料具有较高的阻燃性能和高CTI值的同时,还要求对金属材料的腐蚀性能要低。笔者早期研制的材料送德国检测,从检测结果看,早期材料的确对白银、紫铜、黄铜等电极有腐蚀作用,其中紫铜和白银电极在155℃经21d后表面已变成漆黑色,对黄铜电极的腐蚀性相对要小一些。

为此,笔者咋阻燃玻纤增强PA66材料中添加了不同用量的抑蚀剂,以减小该材料对金属零件的腐蚀性,经155℃腐蚀21d后,其结果见图1.

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从图1可以看出,添加一定量的抑蚀剂可以显著降低阻燃玻纤增强PA66材料对不同电极如白银、紫铜和黄铜等电极的腐蚀性。添加2%抑蚀剂后三种电极表面均有不同程度的黑斑,而随着抑蚀剂用量的增加,材料对电极的腐蚀程度明显减小。当抑蚀剂质量分数为4%~6%时,电极表面完好如新,可见此抑蚀剂能显著降低材料对电极的腐蚀性,笔者取抑蚀剂用量为4%。

用红磷母粒制备的无卤阻燃玻纤增强尼龙66材料具有较好的力学性能,阻燃性能。添加适量的CTI改进剂可显著提高无卤阻燃玻纤增强PA66材料的CTI值,其数值已达到600.添加适量的抑蚀剂可明显降低无卤阻燃玻纤增强PA66材料对白银、紫铜和黄铜等电极的腐蚀性。

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