Studie zur Flammschutzverbesserung von PA66 durch mit verschiedenen Harzen beschichteten roten Phosphor

Nylon 66 verfügt über gute mechanische Eigenschaften, Verschleißfestigkeit und chemische Korrosionsbeständigkeit und wird häufig in der Automobil-, Elektronik- und Elektrobranche eingesetzt. Allerdings ist PA66 ein brennbares Material, und beim Verbrennen bilden sich Tröpfchen, was ein großes Sicherheitsrisiko darstellt. Daher ist es von großer Bedeutung, die flammhemmende Modifikation von PA66 zu untersuchen. Das Flammschutzsystem von PA66 wurde früher von bromierten Flammschutzmitteln dominiert, aber bromierte Flammschutzmittel sind mit ernsthaften Problemen des Umweltschutzes und der CTI konfrontiert.

Gegenwärtig kann das Flammschutzmittel mit rotem Phosphor aufgrund seiner hohen Flammschutzeffizienz und seines hervorragenden Preis-Leistungs-Verhältnisses auf flammhemmende PA66-Materialien angewendet werden. Allerdings absorbieren Flammschutzmittel mit rotem Phosphor bei hohen Temperaturen, Luft, hoher Luftfeuchtigkeit und alkalischer Umgebung leicht Wasser, was zu einer Versauerung des Materials führt. Die Phosphorsäure korrodiert die Metallkomponenten, was zu einer Beeinträchtigung der elektrischen Eigenschaften des Produkts führt.

Um die Ansäuerung der Reaktion des roten Phosphors zu verhindern und die Stabilität des roten Phosphors zu verbessern, ist es bei weitem die effektivste Methode, roten Phosphor mit Mikrokapseln zu beschichten. Dieser Ansatz erfolgt durch In-situ-Polymerisation in der Oberfläche des roten Phosphorpulvers Bilden Sie ein stabiles Polymermaterial, so dass Sie keinen Kontakt mit rotem Phosphor, Sauerstoff und Wasser haben und die Ansäuerung des roten Phosphors verringern, wodurch die Stabilität des Materialeinsatzes erhöht wird.

Allerdings haben unterschiedliche Beschichtungsharze unterschiedliche Auswirkungen auf mit rotem Phosphor flammhemmend verstärktes Nylon. In dieser Studie wurden zwei mit Phenolharz und Melaminharz beschichtete Flammschutzmittel mit rotem Phosphor ausgewählt, um die Auswirkungen dieser beiden unterschiedlichen Flammschutzmittel auf verschiedene Eigenschaften von flammhemmend verstärktem PA66-Material zu untersuchen.

Die Grundzusammensetzung des Materials ist wie folgt: mit Melaminharz beschichtetes flammhemmendes Hauptmaterial mit rotem Phosphor (MC450), mit Phenolharz beschichtetes flammhemmendes Hauptmaterial mit rotem Phosphor (PF450): Gehalt an rotem Phosphor 50 %. Die Zusammensetzung des flammhemmenden, verstärkten Nylon 66 besteht aus 58 % Nylon 66, 12 % flammhemmendem Hauptmaterial und 30 % Glasfaser.

Beschichtetes, mit rotem Phosphor flammhemmend verstärktes PA66-Formelblatt

Nach dem Mischen und Modifizieren wurde der mit rotem Phosphor-Flammschutzmittel beschichtete PA66/GF30-Verbundstoff hergestellt und die zugehörigen Eigenschaften wie folgt gemessen.

1. Flammhemmung, Heißdrahttemperatur und relativer Kriechmarkenindex

Es ist ersichtlich, dass sowohl PA66-1# als auch PA66-2# den Flammschutzgrad von 1,6 mm V-0 erreichen können und die Materialien bei der Verbrennung nicht tropfen. Die beiden Arten von mit rotem Phosphor beschichtetem, flammhemmend verstärktem PA66 haben eine ausgezeichnete flammhemmende Wirkung. Der Glühdraht-Entflammbarkeitsindex (GWFI) von PA66-1# und PA66-2# kann 960℃ erreichen, und der GWIT kann 775℃ erreichen. Die vertikale Verbrennungsleistung und die Glühdrahttestleistung der beiden beschichteten flammhemmenden Materialien mit rotem Phosphor können ein sehr gutes Niveau erreichen.

Es ist auch zu erkennen, dass PA66-1 etwas höher ist als der CTI von # PA66-2# und der CTI der beiden mit rotem Phosphor beschichteten flammhemmenden PA66-Materialien über 450 V liegt, was die Anwendungsanforderungen der meisten Branchen erfüllen kann.

2. Mechanisches Eigentum

Die mechanischen Eigenschaften sind wichtige Grundeigenschaften des flammhemmend verstärkten Nylons für dessen Anwendung.

Es ist ersichtlich, dass die Zugfestigkeit und Biegefestigkeit von PA66-1# höher sind, nämlich 164 MPa bzw. 256 MPa, 5 % bzw. 6 % höher als die von PA66-1#. Die Kerbschlagzähigkeit und die ungekerbte Schlagzähigkeit von PA66-1# sind beide höher und betragen 10,5 kJ/m2 bzw. 66,9 kJ/m2, 3 % bzw. 21 % höher als die von PA66-1#. Die mechanischen Gesamteigenschaften der beiden mit rotem Phosphor beschichteten Materialien sind hoch, wodurch die Leistungsanforderungen verschiedener Bereiche erfüllt werden können.

3. Aussehen und Geruch

Aus dem Aussehen von zwei Arten von Spritzgussproben, die mit rotem Phosphor beschichtet sind, ist ersichtlich, dass das flammhemmend verstärkte PA66 (PA66-1#), das mit mit rotem Phosphor beschichtetem Melaminharz hergestellt wurde, eine glatte Oberfläche, eine helle Farbe und keine schwebenden Fasern auf der Oberfläche aufweist Oberfläche. Die Oberflächenfarbe des flammhemmend verstärkten PA66 (PA66-2#), das aus mit rotem Phosphor beschichtetem Phenolharz hergestellt wurde, war nicht gleichmäßig und es waren mehr schwebende Fasern vorhanden. Dies liegt vor allem daran, dass Melaminharz selbst ein sehr feines und glattes Pulver ist, das als Beschichtungsschicht eine Schmierfunktion im gesamten Materialsystem spielt, so dass das Material glatt aussieht und keine sichtbaren schwebenden Fasern vorhanden sind.

Zwei Arten von mit rotem Phosphor beschichteten, flammhemmend verstärkten PA66-Partikeln wurden zwei Stunden lang einer Temperatur von 80 °C ausgesetzt und ihre Geruchsgröße getestet. Pa66-1 #-Material hat einen offensichtlichen Geruch und einen stark stechenden Geruch. Pa66-2 # hat einen leichten Geruch und keinen offensichtlich stechenden Geruch. Dies ist hauptsächlich auf die In-situ-Beschichtungspolymerisation zurückzuführen, die kleinen Moleküle des mit Amin beschichteten Harzes lassen sich nicht leicht sauber entfernen und der Geruch der Aminsubstanz selbst ist stark.

4. Wasseraufnahme

Da PA66 Amin- und Carbonylgruppen enthält, ist es leicht, Wasserstoffbrückenbindungen mit Wassermolekülen zu bilden, so dass es bei der Verwendung leicht Wasser absorbieren kann, was zu einer plastifizierenden Wirkung führt, die zu einer Volumenausdehnung des Materials, einer Abnahme der Steifigkeit und einem offensichtlichen Kriechen unter der Wirkung von PA66 führt Stress.

Der Einfluss von unterschiedlich beschichtetem flammhemmendem rotem Phosphor auf die Wasseraufnahme des Materials wurde durch Testen der Wasseraufnahme des Materials untersucht. Es ist zu erkennen, dass die Wasseraufnahme der beiden Materialien mit zunehmender Zeit zunimmt. Die anfängliche Wasseraufnahme von PA66-1# und PA62-2# ist ähnlich, aber mit zunehmender Wasseraufnahmezeit ist die Wasseraufnahme verschiedener Materialien offensichtlich unterschiedlich. Unter ihnen weist mit Phenolharz beschichtetes, mit rotem Phosphor flammhemmendes Nylon (PA66-2#) eine niedrige Wasserabsorptionsrate von 5,8 % nach 90 Tagen auf, während mit Melaminharz beschichtetes, mit rotem Phosphor flammhemmendes Nylon (PA66-1#) eine etwas höhere Wasseraufnahmerate aufweist Absorptionsrate von 6,4 % nach 90 Tagen. Dies liegt hauptsächlich daran, dass die Wasserabsorptionsrate von Phenolharz selbst niedrig ist und Melaminharz eine relativ starke Wasserabsorption aufweist und die Hydrolysebeständigkeit relativ schlecht ist.

5. Korrosionsbeständigkeit gegenüber Metall

Von den Blindproben und dem mit rotem Phosphor beschichteten, flammhemmend verstärkten Nylonmaterial ist in der Abbildung die Metallkorrosion zu sehen, nicht zu verbinden, die Blindprobe aus modifiziertem Nylon hat eine geringere Metalloberflächenkorrosion, es gibt eine leichte Luft- und Wasserdampfkorrosion, die durch verursacht wird Mark, PA66-1 # der Metallkorrosion ist relativ gut, der Glanz der Metalloberfläche ist besser, einige Teile weisen Korrosionsphänomene auf, die Metallkorrosion von PA66-2 # ist am schwerwiegendsten und die Oberfläche des Metallblechs ist vollständig angelaufen , während die Oberfläche des Kupferblechs offensichtlich korrodiert und verfärbt ist. Dies zeigt, dass die Korrosion von mit Melaminharz beschichtetem, mit rotem Phosphor flammhemmendem Nylon geringer ist als die von mit Phenolharz beschichtetem, mit rotem Phosphor flammhemmendem Nylon.

Zusammenfassend wurden zwei Arten von flammhemmenden PA66-Materialien durch Beschichten von rotem Phosphor mit Melaminharz und Phenolharz hergestellt. Die beiden Arten von flammhemmenden Materialien können 1,6 mm V-0 erreichen, eine Glühdraht-Zündtemperatur von 775 °C überstehen und CTI kann mehr als 450 V erreichen.

Die Zugfestigkeit und Biegefestigkeit von PA66 wurden durch melaminbeschichteten roten Phosphor verbessert, während die Schlagzähigkeit von PA66 durch phenolbeschichteten roten Phosphor besser war. Darüber hinaus war der Geruch von Phenolharz, das mit flammhemmendem rotem Phosphor beschichtetem PA66 beschichtet war, geringer als der von melaminbeschichtetem Material, und die Wasserabsorptionsrate war geringer. Mit rotem Phosphor-Flammschutzmittel beschichtetes Melaminharz verbessert das Erscheinungsbild von PA66 und verringert die Korrosion von Metallen.

Referenz: Studie zu den flammhemmenden Eigenschaften von mit rotem Phosphor beschichtetem PA66, Internetmaterialien.