电子电器用阻燃耐漏电尼龙的制备与性能

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尼龙(PA)是重要的工程塑料,具有优良的力学性能和电气性能,在电子电器领域得到广泛应用。PA属于可燃性材料,根据有关法规,电子电器等产品所用材料必须进行相应的阻燃改性。研究了聚溴化苯乙烯(PBS)对玻纤增强尼龙6(PA6/GF)阻燃和力学性能的影响,并采用锥形量热仪研究了改性水滑石(HT)对PBS/Sb2O3阻燃PA6/GF的抑烟作用和燃烧时热释放速率的影响。随PBS用量增加,PA6/GF的极限氧指数(LOI)增加,阻燃性提高。当PBS用量为20 wt%时,PA6/GF的垂直燃烧达到V-0级。HT燃烧后形成多孔、大比表面积的镁铝复合氧化物,能够有效吸附材料燃烧过程中产生的碳微粒,对PBS/Sb2O3阻燃PA6/GF具有显著的抑烟作用。当HT用量为5 wt%时,烟释放速率降低27.6%,且对阻燃PA6/GF的力学性能影响不大。另外,HT使PA6/GF的LOI和相比漏电起痕指数(CTI)提高。研究了氨基磺酸铵(AS)对PA6阻燃性、力学性能及电性能的影响,分析了其阻燃机理。发现随AS用量增加,PA6的LOI显著增加。当AS用量为3.0 wt%时,PA6的LOI为31.0,阻燃性得到显著改善。AS用量以3.0 wt%为佳,此时PA6的CTI值为500V,与其它阻燃体系相比,AS阻燃PA6的CTI值较高。燃烧过程中AS促使PA6膨胀发泡,形成多孔的膨胀炭层,炭层阻止物质和能量的传递,从而提高PA6的阻燃性。AS使PA6的平均热降解活化能显著降低,由纯PA6的194.6 kJ/mol降低至174.9 kJ/mol,说明AS具有促使PA6降解,加速成炭的作用。最后将AS应用于玻纤增强PA6,制备了力学性能优良的阻燃PA6/GF复合材料,其阻燃等级达到V-2级,CTI值为550V。制备了Mg(OH)2包覆红磷,并将其应用于PA66/GF的阻燃。研究发现Mg(NO32两次投料比对红磷包覆程度有显著影响,当Mg(NO32、两次投料比为2∶2时Mg(OH)2包覆红磷的效果最好。随红磷含量增加,包覆效果下降。当Mg(OH)2包覆红磷用量为30份时,其阻燃PA66/GF可达V-0级,LOI为36.5。LOI比商品化红磷母粒阻燃PA66/GF高出7.5,且其燃烧时间较短。Mg(OH)2包覆红磷阻燃PA66/GF的弯曲强度及CTI值均高于红磷母粒阻燃PA66/GF,而冲击强度略有降低。Mg(OH)2包覆红磷阻燃PA66/GF在较低温度下失重,表明Mg(OH)2分解生成的水有助于红磷生成强脱水的聚偏磷酸,起到阻燃作用,且Mg(OH)2分解产物MgO能与PA66端羧基反应形成交联结构,提高残炭量。
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