三聚氰胺聚磷酸鹽阻燃玻纖增強(qiáng)尼龍6及尼龍66的研究.pdf

1、本研究采用自制磷-氮復(fù)合型阻燃劑三聚氰胺聚磷酸鹽(MPP)及改性固體酸阻燃玻纖增強(qiáng)尼龍66(GFPA66)及玻纖增強(qiáng)尼龍6(GFPA6)材料，考察了影響材料阻燃性能、力學(xué)性能和加工性能的因素，研究了不同阻燃體系的阻燃機(jī)理，為具有“燭芯效應(yīng)”的GFPA材料的無鹵阻燃提供了新技術(shù)。所制備的阻燃GFPA材料可通過UL94 1.6mm V-0阻燃級(jí)別測試，力學(xué)性能良好，具有較好的應(yīng)用前景。 以強(qiáng)極性有機(jī)胺為反應(yīng)介質(zhì)，通過三聚氰胺(ME)

2、與多聚磷酸(PHPO)成鹽反應(yīng)一步法合成MPP，用于阻燃GFPA66材料?？疾炝朔磻?yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、加料方式等合成條件對(duì)MPP阻燃GFPA66材料阻燃性能和力學(xué)性能的影響，確定了最佳工藝參數(shù)。制備了綜合性能優(yōu)良的阻燃增強(qiáng)GFPA66材料，在MPP添加量為25 wt％時(shí)，可使30 wt％玻纖增強(qiáng)的PA66阻燃性能達(dá)到UL94 1.6mm V-0級(jí)，力學(xué)性能良好，拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別達(dá)120MPa和6.7 kJ/m<'2>。在此基礎(chǔ)上通過

3、熱重(TG)分析等手段研究了此阻燃體系的阻燃機(jī)理。 以水為反應(yīng)介質(zhì)，通過ME與磷酸成鹽反應(yīng)生成三聚氰胺磷酸鹽(MP)，然后熱聚合生成MPP，同時(shí)采用自制的固體酸作為協(xié)效劑阻燃GFPA6，可顯著提高材料的阻燃性能。為克服固體酸與PA6基體樹脂的相容性較差，易催化PA6降解等缺點(diǎn)，采用含胺基的大分子成炭劑對(duì)小分子固體酸進(jìn)行包覆后(包覆固體酸TES)再協(xié)同MPP阻燃GFPA6材料。大分子成炭劑的引入，一方面可提高小分子固體酸與PA6基

4、體之間的相容性，同時(shí)通過隔離作用避免了PA6基體與小分子固體酸之間的直接接觸，可有效提高阻燃材料的力學(xué)性能；另一方面，大分子成炭劑可進(jìn)一步增加體系殘?zhí)苛?，改善炭層質(zhì)量，有利于形成更為致密、結(jié)實(shí)的炭層，同時(shí)減緩材料燃燒過程，降低熱釋放速率，另外，大分子成炭劑還可附著在玻纖表面隔離玻纖和PA6基體，有利于消除玻纖的“燭芯效應(yīng)”，從而大幅度提高材料阻燃性能。實(shí)驗(yàn)證明，添加3 wt％的TES與MPP協(xié)同阻燃GFPA6材料，即可使所得材料可UL9

5、4 1.6mm V-0阻燃級(jí)別，拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別為104.2 MPa、5.0％、162.7 MPa和4.3 kJ/m<'2>，熔體熔融指數(shù)為23.7 g/10min，是一種綜合性能優(yōu)良，應(yīng)用價(jià)值較大的阻燃增強(qiáng)PA6材料。采用透射電鏡(TEM)、熱重(TG)分析、掃描電鏡(SEM)等手段對(duì)復(fù)合協(xié)效劑TES的包覆結(jié)構(gòu)、玻纖表面形貌、材料的熱失重行為、材料燃燒后殘余炭層的形態(tài)等進(jìn)行了表征，研究了該體系的協(xié)效阻燃機(jī)理