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紅磷阻燃增強PA46/PA66注射工藝探索

文章出處:網責任編輯:作者:人氣:-發表時間:2014-03-31 15:34:00

目前,阻燃尼龍最常用的阻燃體係有四種:(1)鹵素係列,最常用的是十溴聯苯醚/三氧化銻複合體係,效果十分優異,但是在高聚物的熱裂解和燃燒產物中,含有致癌物多溴代苯並惡烷和多溴代苯並呋喃,使得用場合受到了限製;(2)三聚氰胺鹽係列,簡稱MCA,它是一種新型高效的添加型阻燃劑和潤滑劑,分解物毒性很低,但是對含有玻璃纖維或填料的尼龍基本無阻燃效果,並且有燃燒滴落現象,隻能達到V2[1];(3)氫氧化鎂係列,是一種低腐蝕性和低發煙量的阻燃劑,但是要達到 V0,添加量要達到60%以上,對產品的機械性能影響很大;(4)紅磷阻燃體係,是目前適用於阻燃增強(填充)尼龍可以達到V0、對機械性能影響相對較小,並且在燃燒過程中的有毒氣體PH3小於0.1 x 10-6 (美國政府衛生工作者協會規定值為0.2 x 10-6[2]。除了顏色為暗紅色的缺點以外,可以認為是一種符合目前高效、低毒發展潮流的優秀阻燃劑品種。

    目前使用的紅磷阻燃劑,大多是所謂的“微膠囊化紅磷”,或叫“包覆紅磷”,係在紅磷表麵包覆一層或幾層保護膜。例如,先在紅磷上包覆一層AL(OH)3、Zn(OH)2等無機層,再包覆一層酚醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂或環氧樹脂等有機層,然後再和聚酰胺混合製成母料來使用。這樣不僅可以防止紅磷顆粒與氧和水接觸而產生PH3,減少燃燒,而且能改善紅磷和樹脂的相容性,提高製品的物理-機械性能[3][4]。
    這種“包覆紅磷”的加工使用溫度,一般來說是由包覆層的樹脂特性來決定的,如果包覆層的耐溫等級高,可以使用較高的加工溫度,否則隻能低溫加工。目前市售 的紅磷母料大都是按用量最大的PA6和PA66來設計製作的,所以在260-270℃的情況下加工不會有任何問題的。但是超過此溫度,特別是加工溫度達到 300℃或更高時,在注射加工的“放空注射”操作中將會出現噴火、大量產生煙霧的情況[5]。
    解決“噴火”的根本辦法之一是改變“微膠囊化”包覆層的樹脂類型,使之在耐溫和熔體黏度上適合高溫加工,也就是說,在高溫下包覆樹脂仍能很好的“包覆”紅 磷顆粒不讓其與空氣接觸。另一種辦法就是適當的改變注射工藝參數、調整配方,達到順利加工之目的。本文著重介紹調整紅磷阻燃增強PA46/PA66體係注 射工藝參數和配方獲得的實際結果,及對結果的討論。

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