Badanie nad zwiększeniem ognioodporności PA66 przez czerwony fosfor pokryty różnymi żywicami

Nylon 66 ma dobre właściwości mechaniczne, odporność na zużycie i korozję chemiczną i jest szeroko stosowany w motoryzacji, elektronice i elektrotechnice.Jednak PA66 jest materiałem łatwopalnym i podczas spalania będzie kropelka, co stanowi duże zagrożenie dla bezpieczeństwa.Dlatego bardzo ważne jest zbadanie modyfikacji zmniejszającej palność PA66.System uniepalniający PA66 był kiedyś zdominowany przez bromowane środki zmniejszające palność, ale bromowane środki zmniejszające palność borykają się z poważnymi problemami w zakresie ochrony środowiska i CTI.

Obecnie środek zmniejszający palność z czerwonym fosforem może być stosowany do materiałów ognioodpornych PA66 ze względu na jego wysoką skuteczność zmniejszania palności i doskonałą wydajność kosztową.Natomiast uniepalniacze z czerwonym fosforem 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 mikrokapsułkowanie powlekanego czerwonego fosforu, podejście to polega na polimeryzacji in-situ, na powierzchni czerwonego proszku fosforowego tworzą stabilny materiał polimerowy, dzięki czemu nie ma kontaktu z czerwonym fosforem i tlenem oraz wodą, a zmniejsza zakwaszenie czerwonego fosforu, poprawia stabilność użytkowania materiału.

Jednak różne żywice powłokowe mają różny wpływ na nylon wzmocniony środkiem zmniejszającym palność z czerwonym fosforem.W tym badaniu wybrano dwa środki zmniejszające palność z czerwonym fosforem pokryte żywicą fenolową i żywicą melaminową w celu zbadania wpływu tych dwóch różnych środków zmniejszających palność powłok na różne właściwości materiału PA66 wzmocnionego środkiem zmniejszającym palność.

Podstawowy skład materiału jest następujący: zaprawa uniepalniająca z czerwonego fosforu pokryta żywicą melaminową (MC450), uniepalniająca zaprawa z czerwonego fosforu pokryta żywicą fenolową (PF450): zawartość czerwonego fosforu 50%.Formuła nylonu 66 wzmocnionego środkiem zmniejszającym palność składa się w 58% z nylonu 66, w 12% z materiału wzorcowego o zmniejszonej palności, w 30% z włókna szklanego.

Powlekany arkusz formuły PA66 z dodatkiem czerwonego fosforu o zmniejszonej palności

Po zmieszaniu i modyfikacji przygotowano kompozyt PA66/GF30 pokryty uniepalniaczem z czerwonego fosforu, a związane z tym właściwości zmierzono w następujący sposób.

1. Trudnopalność, temperatura gorącego drutu i względny wskaźnik pełzania

Widać, 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 czerwonego fosforu, wzmocnionego PA66, o zmniejszonej palności, 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 wydajność testu rozżarzonego drutu dwóch powlekanych czerwonym fosforem materiałów zmniejszających palność mogą osiągnąć bardzo dobry poziom.

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

2. Własność mechaniczna

Właściwości mechaniczne są ważnymi podstawowymi właściwościami nylonu wzmocnionego środkiem zmniejszającym palność do jego zastosowania.

Można zauważyć, że wytrzymałość na rozciąganie i zginanie PA66-1# jest wyższa i wynosi odpowiednio 164 MPa i 256 MPa, o 5% i 6% wyższa niż w przypadku 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, odpowiednio o 3% i 21% wyższe niż w przypadku PA66-1#.Ogólne właściwości mechaniczne obu materiałów pokrytych czerwonym fosforem są wysokie, co może spełnić wymagania wydajności w różnych dziedzinach.

3. Wygląd i zapach

Z wyglądu dwóch rodzajów próbek formowanych wtryskowo pokrytych czerwonym fosforem można zauważyć, że PA66 o zwiększonej palności (PA66-1#) przygotowany z żywicy melaminowej pokrytej czerwonym fosforem ma gładką powierzchnię, jasny kolor i nie ma pływających włókien na powierzchni powierzchnia.Barwa powierzchni uniepalniającego PA66(PA66-2#) przygotowanego z żywicy fenolowej pokrytej czerwonym fosforem nie była jednolita i było więcej włókien pływających.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 widocznego pływającego włókna.

Dwa rodzaje cząstek PA66 powleczonych czerwonym fosforem wzmocnionych środkiem zmniejszającym palność umieszczono w temperaturze 80 ℃ na 2 godziny, a następnie przetestowano ich wielkość zapachu.Materiał Pa66-1 # ma wyraźny zapach i silny ostry zapach.Pa66-2 # ma niewielki zapach i nie ma wyraźnego ostrego zapachu.Wynika to głównie z polimeryzacji powłoki in situ, małe cząsteczki żywicy pokryte 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 jest tworzyć wiązania wodorowe z cząsteczkami wody, więc łatwo wchłania wodę, gdy jest używany, co powoduje efekt plastyfikujący, powodując rozszerzenie objętości materiału, spadek sztywności i oczywiste pełzanie pod działaniem stres.

Wpływ różnych powleczonych uniepalniaczy fosforu czerwonego na nasiąkliwość materiału badano poprzez badanie nasiąkliwości materiału.Można zauważyć, że nasiąkliwość wodą obu materiałów wzrasta wraz z upływem czasu.Początkowa absorpcja wody PA66-1# i PA62-2# jest podobna, ale wraz ze wzrostem czasu absorpcji wody nasiąkliwość różnych materiałów jest oczywiście inna.Wśród nich nylon ognioodporny powlekany żywicą fenolową (PA66-2#) charakteryzuje się niskim współczynnikiem wchłaniania wody wynoszącym 5,8% po 90 dniach, podczas gdy nylon ognioodporny powlekany żywicą melaminową (PA66-1#) ma nieco wyższą zawartość wody. wskaźnik wchłaniania 6,4% po 90 dniach.Dzieje się tak głównie dlatego, że sama szybkość wchłaniania wody przez żywicę fenolową jest niska, a żywica melaminowa jest stosunkowo silna absorpcja wody, odporność na hydrolizę jest stosunkowo słaba.

5. Odporność na korozję metalu

Od pustych próbek i do innego powlekanego czerwonego fosforu wzmocnionego materiałem nylonowym z korozji metalu na rysunku widać, aby nie łączyć, pusta próbka zmodyfikowanej korozji metalowej powierzchni nylonu jest mniejsza, występuje niewielka korozja powietrzna i parowa spowodowana przez znak, PA66-1 # korozji metalu jest stosunkowo dobry, połysk powierzchni metalu jest lepszy, kilka części ma zjawisko korozji, korozja metalu PA66-2 # jest najpoważniejsza, a powierzchnia blachy jest całkowicie zmatowiona , natomiast powierzchnia blachy miedzianej jest oczywiście skorodowana i przebarwiona.Pokazuje to, że korozja nylonu zmniejszającego palność pokrytego żywicą melaminową z czerwonym fosforem jest mniejsza niż korozja nylonu zmniejszającego palność z dodatkiem czerwonego fosforu pokrytego żywicą fenolową.

Podsumowując, przez powlekanie czerwonego fosforu żywicą melaminową i żywicą fenolową przygotowano dwa rodzaje materiałów PA66 o zwiększonej palności.Dwa rodzaje materiałów ognioodpornych mogą osiągnąć 1,6 mmV-0, mogą przekroczyć temperaturę zapłonu drutu żarowego 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 czerwonym PA66 opóźniającym palenie fosforem był mniejszy niż zapach materiału powlekanego melaminą, a szybkość wchłaniania wody była mniejsza.Żywica melaminowa pokryta czerwonym środkiem zmniejszającym palność fosforem poprawia wygląd PA66 przy mniejszej korozji metali.

Odnośnik: Badanie właściwości uniepalniających PA66 pokrytego czerwonym fosforem, materiały internetowe.