Исследование повышения огнестойкости PA66 красным фосфором, покрытым различными смолами

Нейлон 66 обладает хорошими механическими свойствами, износостойкостью и стойкостью к химической коррозии и широко используется в автомобильной, электронной и электротехнической областях. Однако PA66 является легковоспламеняющимся материалом, и при горении образуются капли, что представляет собой большой риск для безопасности. Поэтому большое значение имеет изучение огнезащитной модификации РА66. Раньше в огнезащитной системе PA66 преобладали бромированные антипирены, но бромированные антипирены столкнулись с серьезными проблемами защиты окружающей среды и CTI.

В настоящее время огнезащитный состав на основе красного фосфора можно наносить на огнестойкие материалы PA66 благодаря его высокой огнезащитной эффективности и превосходным экономическим показателям. Однако антипирены с красным фосфором при высокой температуре, воздухе, высокой влажности и щелочной среде легко впитывают воду, что приводит к закислению материала. Фосфорная кислота разъедает металлические компоненты, что приводит к ухудшению электрических свойств продукта.

Чтобы предотвратить подкисление реакции красного фосфора, улучшить стабильность красного фосфора, на сегодняшний день наиболее эффективным способом является микрокапсулирование красного фосфора с покрытием. Этот подход заключается в полимеризации на месте, на поверхности порошка красного фосфора для образуют стабильный полимерный материал, позволяющий избежать контакта с красным фосфором, кислородом и водой, а также снижает подкисление красного фосфора, повышает стабильность использования материала.

Однако разные смолы для покрытия по-разному влияют на нейлон, армированный красным фосфором. В этом исследовании были выбраны два антипирена на основе красного фосфора, покрытые фенольной смолой и меламиновой смолой, для изучения влияния этих двух различных антипиренов покрытия на различные свойства материала PA66 с повышенными огнезащитными свойствами.

Основной состав материала следующий: огнестойкий основной материал с красным фосфором, покрытый меламиновой смолой (MC450), огнестойкий основной материал с красным фосфором, покрытый фенольной смолой (PF450): содержание красного фосфора 50%. Состав армированного огнестойким нейлоном 66 состоит из 58% нейлона 66, 12% огнестойкого основного материала, 30% стекловолокна.

Формула PA66 с улучшенным огнестойким покрытием из красного фосфора

После смешивания и модификации был приготовлен композит PA66/GF30, покрытый огнезащитным составом на основе красного фосфора, и соответствующие свойства были измерены следующим образом.

1. Огнестойкость, температура горячей проволоки и относительный индекс марки утечки.

Видно, что как PA66-1#, так и PA66-2# могут достигать степени огнестойкости 1,6 мм V-0, и материалы не капают во время горения. Два вида огнезащитного покрытия PA66 с красным фосфором обладают превосходным огнезащитным эффектом. Индекс воспламеняемости раскаленной проволоки (GWFI) PA66-1# и PA66-2# может достигать 960 ℃, а GWIT может достигать 775 ℃. Характеристики вертикального горения и характеристики испытаний накаленной проволокой огнезащитных материалов с двумя покрытиями из красного фосфора могут достигать очень хорошего уровня.

Также можно видеть, что PA66-1 немного выше, чем CTI # PA66-2 #, а CTI двух огнестойких материалов PA66 с красным фосфорным покрытием превышает 450 В, что может удовлетворить требования большинства отраслей промышленности.

2. Механические свойства

Механические свойства являются важными основными свойствами огнестойкого армированного нейлона для его применения.

Видно, что прочность на растяжение и изгиб у PA66-1# выше, что составляет 164 МПа и 256 МПа соответственно, что на 5% и 6% выше, чем у PA66-1#. Ударная вязкость с надрезом и ударная вязкость без надреза у PA66-1# выше, что составляет 10,5 кДж/м2 и 66,9 кДж/м2 соответственно, что на 3% и 21% выше, чем у PA66-1# соответственно. Общие механические свойства двух материалов, покрытых красным фосфором, высоки, что может удовлетворить требования к производительности в различных областях.

3. Внешний вид и запах

По внешнему виду двух видов отлитых под давлением образцов, покрытых красным фосфором, видно, что улучшенная огнестойкость PA66 (PA66-1#), изготовленная из меламиновой смолы, покрытой красным фосфором, имеет гладкую поверхность, яркий цвет и отсутствие плавающих волокон на поверхности. поверхность. Цвет поверхности армированного огнестойким материалом PA66 (PA66-2#), изготовленного из фенольной смолы, покрытой красным фосфором, не был однородным, и было больше плавающих волокон. Это главным образом связано с тем, что меламиновая смола сама по себе представляет собой очень мелкий и гладкий порошок, а нанесенный слой покрытия будет играть смазочную роль во всей системе материала, поэтому внешний вид материала гладкий, без явных плавающих волокон.

Два вида частиц PA66 с повышенным огнезащитным покрытием из красного фосфора были помещены при 80 ℃ на 2 часа, и был проверен размер их запаха. Материал Pa66-1 # имеет явный запах и сильный резкий запах. Pa66-2# имеет слабый запах и не имеет резкого запаха. В основном это происходит из-за полимеризации покрытия на месте, небольшие молекулы смолы, покрытой амином, нелегко удалить и очистить, а запах самого аминного вещества велик.

4. Водопоглощение

Поскольку PA66 содержит аминные и карбонильные группы, он легко образует водородные связи с молекулами воды, поэтому при использовании он легко поглощает воду, что приводит к пластифицирующему эффекту, что приводит к расширению объема материала, снижению жесткости и очевидной ползучести под действием стресс.

Влияние различных покрытий огнезащитного красного фосфора на водопоглощение материала изучали путем испытания водопоглощения материала. Видно, что водопоглощение двух материалов увеличивается с увеличением времени. Начальное водопоглощение PA66-1# и PA62-2# одинаковое, но с увеличением времени водопоглощения водопоглощение разных материалов явно различно. Среди них огнестойкий нейлон с красным фосфором, покрытый фенольной смолой (PA66-2 #), имеет низкий коэффициент водопоглощения 5,8% через 90 дней, тогда как огнестойкий нейлон с красным фосфором, покрытый меламиновой смолой (PA66-1 #), имеет немного более высокий уровень водопоглощения. скорость абсорбции 6,4% через 90 дней. Это происходит главным образом потому, что скорость водопоглощения фенольной смолы сама по себе низкая, а меламиновая смола относительно сильно поглощает воду, устойчивость к гидролизу относительно низкая.

5. Коррозионная стойкость металла.

Из пустых образцов и из огнестойкого нейлонового материала, армированного красным фосфором, с различным покрытием, коррозия металла на рисунке видна, а не для соединения, пустой образец из модифицированного нейлона, коррозия металлической поверхности меньше, наблюдается небольшая коррозия воздуха и водяного пара, вызванная знак PA66-1 # коррозии металла относительно хороший, блеск поверхности металла лучше, некоторые детали имеют явление коррозии. Коррозия металла PA66-2 # является наиболее серьезной, а поверхность металлического листа полностью потускнела. , а поверхность медного листа явно подверглась коррозии и обесцвечивалась. Это показывает, что коррозия огнестойкого нейлона из красного фосфора, покрытого меламиновой смолой, меньше, чем коррозия огнестойкого нейлона из красного фосфора, покрытого фенольной смолой.

В заключение были получены два вида огнестойких улучшенных материалов PA66 путем покрытия красного фосфора меламиновой смолой и фенольной смолой. Два вида огнезащитных материалов могут достигать 1,6 ммВ-0, выдерживать температуру воспламенения раскаленной проволоки 775 ℃, а CTI может достигать более 450 В.

Прочность на растяжение и изгиб PA66 была увеличена за счет красного фосфора, покрытого меламином, тогда как ударные свойства PA66 были лучше за счет красного фосфора, покрытого фенольной смолой. Кроме того, запах фенольной смолы, покрытой огнестойким красным фосфором PA66, был меньше, чем у материала с меламиновым покрытием, а скорость водопоглощения была ниже. Меламиновая смола, покрытая огнезащитным составом на основе красного фосфора, улучшает внешний вид PA66 и снижает коррозию металлов.

Справка: Исследование огнезащитных свойств ПА66, покрытого красным фосфором, материалы Интернет.