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MCA与PA6尼龙原料的“相辅相成”

发布于2021-09-10 16:57
     电子电器用PA6工程塑料的适用阻燃剂一般有磷系阻燃剂、氮系阻燃剂和无机阻燃剂。其中氮系阻燃剂中的三聚氰胺脲酸盐 (MCA) 阻燃的PA6工程塑料,具有高力学性能、高阻燃性、低烟密度和高的相比电痕化指数(CTI,可达 600 V) 等优点,应用广泛。
     MCA多应用于非增强PA体系,阻燃机理为:改变材料的热降解历程,促进材料的炭化效果,同时高温下会分解出大量的惰性气体,这些惰性气体在释放过程中会使材料燃烧的炭化层膨胀发泡,从而隔绝氧气,阻止燃烧;MCA 还能改善材料的流动性,增加材料燃烧时的滴落速度,带走大量的燃烧热,减少燃料,起到阻燃效果。
     将常规粒径1.4~1.8 μm的MCA–25 添加到PA6中,通过改变其用量,考察其对阻燃PA6工程塑料力学性能和阻燃性能的影响。
     MCA用量为12~14 份时,阻燃性最好,燃烧中无黑烟,烟密度低,无刺激性气味,但存在阻燃性不稳定的缺陷,需要继续优化。
     MCA的粒径对MCA在PA6中的分散有直接影响,从而影响阻燃性能。
     MCA的粒径为1.1~1.4 μm、用量为12份时,综合性能最好,但在阻燃方面仍存在滴落棉燃的问题,这可能是由MCA在 PA6中分散不均匀所导致。采用硅烷偶联剂对MCA进行表面处理,可解决其在PA6树脂中的分散性和相容性问题。
     经偶联剂KH-560处理后,材料的阻燃性和力学性能改善明显。阻燃等级由之前的V-2提升到V-0级。综合比较来看,偶联剂用量为1%时综合性能最好。
     可以看到,阻燃PA6的颜色均一性在加入润滑剂后均有所改善,这可能是由于润滑剂显著改善了色粉在阻燃PA6中的分散性。三种润滑剂中,E蜡的分散效果最好,相应材料的色泽最均匀。三种润滑剂的加入都导致力学性能有所降低,在阻燃性方面,E蜡对阻燃性无影响,TAF和硬脂酸钙的引入使阻燃性有所变差,三者综合比较,E蜡效果最好。
     综上,采用MCA阻燃PA6工程塑料时,MCA的用量、粒径和表面处理对材料阻燃性影响明显。当粒径为1.1~1.4μm 且经1% KH–560表面处理的MCA用量为12份,添加0.5份的E蜡润滑剂时,可制得阻燃等级达UL 94V–0 (0.8 mm),CTI 为600 V且综合力学性能较为理想的MCA阻燃PA6工程塑料。

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