Badanie zwiększenia ognioodporności PA66 za pomocą czerwonego fosforu powlekanego różnymi żywicami

Nylon 66 ma dobre właściwości mechaniczne, odporność na zużycie i odporność na korozję chemiczną i jest szeroko stosowany w motoryzacji, elektronice i elektryce. Jednakże PA66 jest materiałem łatwopalnym i podczas spalania powstają kropelki, co stwarza duże ryzyko dla bezpieczeństwa. Dlatego też bardzo istotne jest zbadanie modyfikacji zmniejszającej palność PA66. W systemie zmniejszającym palność PA66 dominowały bromowane środki zmniejszające palność, ale bromowane środki zmniejszające palność napotykają poważne problemy związane z ochroną środowiska i CTI.

Obecnie środek zmniejszający palność na bazie czerwonego fosforu można nakładać na ognioodporne materiały PA66 ze względu na jego wysoką skuteczność zmniejszania palności i doskonałą wydajność kosztową. Jednakże czerwone środki zmniejszające palność fosforu w wysokiej temperaturze, powietrzu, dużej wilgotności i środowisku zasadowym łatwo wchłaniają wodę, co powoduje zakwaszenie materiału. Kwas fosforowy powoduje korozję elementów metalowych, co skutkuje właściwościami elektrycznymi produktu.

Aby zapobiec zakwaszeniu reakcji czerwonego fosforu, poprawić stabilność czerwonego fosforu, zdecydowanie najskuteczniejszym sposobem jest powlekanie mikrokapsułek czerwonym fosforem. Podejście to polega na polimeryzacji in situ na powierzchni proszku czerwonego fosforu w celu tworzą stabilny materiał polimerowy, dzięki czemu można uniknąć kontaktu z czerwonym fosforem oraz tlenem i wodą, a także zmniejsza zakwaszenie czerwonego fosforu, zwiększa stabilność użytkowania materiału.

Jednakże różne żywice powłokowe mają różny wpływ na nylon wzmocniony środkiem zmniejszającym palność czerwonym fosforem. W tym badaniu wybrano dwa środki zmniejszające palność z czerwonego fosforu powlekane żywicą fenolową i żywicą melaminową w celu zbadania wpływu tych dwóch różnych powłokowych środków zmniejszających palność na różne właściwości materiału PA66 o wzmocnionym działaniu zmniejszającym palność.

Podstawowy skład materiału jest następujący: główny materiał opóźniający palenie z czerwonego fosforu pokryty żywicą melaminową (MC450), materiał główny opóźniający palenie z czerwonego fosforu pokryty żywicą fenolową (PF450): zawartość czerwonego fosforu 50%. Skład nylonu 66 wzmocnionego środkiem zmniejszającym palność składa się z 58% nylonu 66, 12% materiału głównego zmniejszającego palność i 30% włókna szklanego.

Arkusz PA66 powlekany czerwonym fosforem, zmniejszającym palność, wzmocniony

Po wymieszaniu i modyfikacji przygotowano kompozyt PA66/GF30 pokryty środkiem zmniejszającym palność z czerwonego fosforu i zmierzono związane z nim właściwości w następujący sposób.

1. Ognioodporność, temperatura gorącego drutu i względny wskaźnik upływu

Można zauważyć, że zarówno PA66-1#, jak i PA66-2# mogą osiągnąć stopień ognioodporności 1,6 mm V-0, a materiały nie kapią podczas spalania. Dwa rodzaje powlekanego czerwonym fosforem środka zmniejszającego palność PA66 mają doskonałe działanie zmniejszające palność. Wskaźnik palności rozżarzonego drutu (GWFI) PA66-1# i PA66-2# może osiągnąć 960 ℃, a GWIT może osiągnąć 775 ℃. Wydajność spalania pionowego i wyniki testu rozżarzonego drutu dwóch materiałów zmniejszających palność pokrytych czerwonym fosforem mogą osiągnąć bardzo dobry poziom.

Można również zauważyć, że PA66-1 jest nieco wyższy niż CTI # PA66-2#, a CTI dwóch materiałów PA66 powleczonych czerwonym fosforem, zmniejszających palność, przekracza 450 V, co może spełnić wymagania większości gałęzi przemysłu.

2. Własność mechaniczna

Właściwości mechaniczne są ważnymi podstawowymi właściwościami nylonu wzmocnionego środkiem zmniejszającym palność w jego zastosowaniu.

Można zauważyć, że wytrzymałość na rozciąganie i wytrzymałość na zginanie PA66-1# są wyższe i wynoszą odpowiednio 164 MPa i 256 MPa, czyli o 5% i 6% więcej niż PA66-1#. Udarność z karbem i udarność bez karbu PA66-1# są wyższe i wynoszą odpowiednio 10,5 kJ/m2 i 66,9 kJ/m2, czyli odpowiednio 3% i 21% więcej niż PA66-1#. Ogólne właściwości mechaniczne dwóch materiałów pokrytych czerwonym fosforem są wysokie, co może spełnić wymagania wydajnościowe w różnych dziedzinach.

3. Wygląd i zapach

Z wyglądu dwóch rodzajów formowanych wtryskowo próbek pokrytych czerwonym fosforem można zauważyć, że ulepszony środek zmniejszający palność PA66 (PA66-1#) przygotowany z żywicy melaminowej pokrytej czerwonym fosforem ma gładką powierzchnię, jasny kolor i brak pływających włókien na powierzchni powierzchnia. Kolor powierzchni wzmocnionego środkiem zmniejszającym palność PA66(PA66-2#) przygotowanego z żywicy fenolowej pokrytej czerwonym fosforem nie był jednolity i było więcej pływających włókien. Dzieje się tak głównie dlatego, że sama żywica melaminowa jest bardzo drobnym i gładkim proszkiem, ponieważ wprowadzona warstwa powłoki będzie odgrywać rolę smarującą w całym systemie materiałowym, dzięki czemu wygląd materiału jest gładki, bez widocznych pływających włókien.

Dwa rodzaje cząstek PA66 pokrytych czerwonym fosforem, wzmocnionych środkiem zmniejszającym palność, umieszczono w temperaturze 80°C na 2 godziny i zbadano wielkość ich zapachu. Materiał Pa66-1 # ma wyraźny zapach i silny ostry zapach. Pa66-2 # ma słaby zapach i nie ma wyraźnego ostrego zapachu. Dzieje się tak głównie ze względu na polimeryzację powłoki in situ, małe cząsteczki żywicy pokrytej aminą nie są łatwe do usunięcia w czystości, a zapach samej substancji aminowej jest duży.

4. Absorpcja wody

Ponieważ PA66 zawiera grupy aminowe i karbonylowe, łatwo tworzy wiązania wodorowe z cząsteczkami wody, więc łatwo jest absorbować wodę podczas stosowania, co powoduje efekt plastyfikujący, co powoduje zwiększenie objętości materiału, spadek sztywności i oczywiste pełzanie pod działaniem stres.

Wpływ różnych powłok ognioodpornego czerwonego fosforu na wchłanianie wody przez materiał badano poprzez badanie wchłaniania wody przez materiał. Można zauważyć, że absorpcja wody przez oba materiały wzrasta wraz z upływem czasu. Początkowa absorpcja wody przez PA66-1# i PA62-2 # jest podobna, ale wraz ze wzrostem czasu absorpcji wody, absorpcja wody przez różne materiały jest oczywiście różna. Wśród nich nylon opóźniający palenie z czerwonego fosforu pokryty żywicą fenolową (PA66-2#) ma niski współczynnik absorpcji wody wynoszący 5,8% po 90 dniach, podczas gdy nylon opóźniający palenie z czerwonego fosforu pokryty żywicą melaminową (PA66-1#) ma nieco wyższą absorpcję wody stopień wchłaniania 6,4% po 90 dniach. Dzieje się tak głównie dlatego, że sama żywica fenolowa wchłania wodę, a żywica melaminowa stosunkowo silnie wchłania wodę, a odporność na hydrolizę jest stosunkowo słaba.

5. Odporność na korozję metalu

Od pustych próbek do innego powlekanego czerwonym fosforem, wzmocnionego ognioodpornym nylonem o korozji metalu na rysunku widać, że ślepa próbka zmodyfikowanego nylonu nie ma korozji powierzchni metalu, jest mniejsza, występuje niewielka korozja powietrza i pary wodnej spowodowana przez znak, PA66-1 # korozja metalu jest stosunkowo dobra, połysk powierzchni metalu jest lepszy, w kilku częściach występuje zjawisko korozji, korozja metalu PA66-2 # jest najpoważniejsza, a powierzchnia blachy jest całkowicie zmatowiona , podczas gdy powierzchnia blachy miedzianej jest skorodowana i wyraźnie odbarwiona. Pokazuje to, że korozja nylonu opóźniającego palenie czerwonego fosforu powlekanego żywicą melaminową jest mniejsza niż korozja nylonu opóźniającego palenie czerwonego fosforu powlekanego żywicą fenolową.

Podsumowując, przygotowano dwa rodzaje materiałów PA66 o zmniejszonej palności, powlekając czerwony fosfor żywicą melaminową i żywicą fenolową. Te dwa rodzaje materiałów ognioodpornych mogą osiągnąć 1,6 mmV-0, mogą przekroczyć temperaturę zapłonu drutu żarowego wynoszącą 775 ℃, a CTI może osiągnąć ponad 450 V.

Wytrzymałość na rozciąganie i zginanie PA66 została zwiększona przez czerwony fosfor pokryty melaminą, podczas gdy udarność PA66 była lepsza przez czerwony fosfor pokryty fenolem. Ponadto zapach żywicy fenolowej pokrytej PA66 wzmocnionym środkiem zmniejszającym palność czerwonym fosforem był mniejszy niż materiału powlekanego melaminą, a stopień absorpcji wody był niższy. Żywica melaminowa pokryta czerwonym fosforem jako środkiem zmniejszającym palność poprawia wygląd PA66 i powoduje mniejszą korozję metali.

Odniesienie: Badanie właściwości zmniejszających palność PA66 powlekanego czerwonym fosforem, materiały internetowe.