Estudo sobre aumento de retardamento de chama do PA66 por fósforo vermelho revestido com diferentes resinas

O nylon 66 possui boas propriedades mecânicas, resistência ao desgaste e resistência à corrosão química, e é amplamente utilizado nas áreas automotiva, eletrônica e elétrica. Porém, o PA66 é um material inflamável e haverá gotículas durante a queima, o que apresenta um grande risco à segurança. Portanto, é de grande importância estudar a modificação retardadora de chama do PA66. O sistema retardador de chama do PA66 costumava ser dominado por retardadores de chama bromados, mas os retardadores de chama bromados têm enfrentado sérios problemas de proteção ambiental e CTI.

Atualmente, o retardador de chama de fósforo vermelho pode ser aplicado a materiais PA66 retardadores de chama devido à sua alta eficiência retardadora de chama e excelente desempenho de custo. No entanto, os retardadores de chama de fósforo vermelho em alta temperatura, ar, alta umidade e ambiente alcalino são fáceis de absorver água, resultando na acidificação do material. O ácido fosfórico irá corroer os componentes metálicos, resultando nas propriedades elétricas do produto.

A fim de evitar a acidificação da reação do fósforo vermelho, melhorar a estabilidade do fósforo vermelho, de longe a forma mais eficaz é microcápsulas de fósforo vermelho revestido, esta abordagem é por meio de polimerização in-situ, na superfície do pó de fósforo vermelho para Forme um material polimérico estável, de modo que possa sair do contato com o fósforo vermelho, o oxigênio e a água, e reduz a acidificação do fósforo vermelho, aumentando a estabilidade do uso do material.

No entanto, diferentes resinas de revestimento têm efeitos diferentes no náilon reforçado com retardador de chama de fósforo vermelho. Neste estudo, dois retardadores de chama de fósforo vermelho revestidos com resina fenólica e resina melamínica foram selecionados para estudar os efeitos desses dois retardadores de chama de revestimento diferentes em várias propriedades do material PA66 aprimorado com retardador de chama.

A composição básica do material é a seguinte: material mestre retardador de chama de fósforo vermelho revestido com resina melamínica (MC450), material mestre retardador de chama de fósforo vermelho revestido com resina fenólica (PF450): teor de fósforo vermelho de 50%. A formulação do náilon 66 reforçado com retardante de chama é 58% náilon 66, 12% de material mestre retardador de chama e 30% de fibra de vidro.

Folha de fórmula PA66 aprimorada com retardador de chama de fósforo vermelho revestido

Após mistura e modificação, o compósito PA66/GF30 revestido com retardador de chama de fósforo vermelho foi preparado e as propriedades relacionadas foram medidas como segue.

1. Retardo de chama, temperatura do fio quente e índice relativo de marca de fuga

Pode-se observar que tanto o PA66-1# quanto o PA66-2# podem atingir o grau retardador de chama de 1,6 mm V-0, e os materiais não gotejam durante a combustão. Os dois tipos de PA66 aprimorado com retardador de chama de fósforo vermelho revestido têm excelente efeito retardador de chama. O índice de inflamabilidade do fio incandescente (GWFI) de PA66-1# e PA66-2# pode chegar a 960°C, e o GWIT pode chegar a 775°C. O desempenho de combustão vertical e o desempenho do teste de fio incandescente dos dois materiais retardadores de chama de fósforo vermelho revestidos podem atingir um nível muito bom.

Também pode ser visto que o PA66-1 é ligeiramente superior ao CTI de # PA66-2#, e o CTI dos dois materiais PA66 retardadores de chama revestidos com fósforo vermelho estão acima de 450V, o que pode atender aos requisitos de aplicação da maioria das indústrias.

2. Propriedade mecânica

As propriedades mecânicas são propriedades básicas importantes do náilon reforçado com retardador de chama para sua aplicação.

Pode-se observar que a resistência à tração e a resistência à flexão do PA66-1# são maiores, que são 164 MPa e 256 MPa respectivamente, 5% e 6% maiores que as do PA66-1#. A resistência ao impacto com entalhe e a resistência ao impacto sem entalhe do PA66-1# são ambas maiores, que são 10,5kJ/m2 e 66,9 kJ/m2 respectivamente, 3% e 21% maiores que a do PA66-1#, respectivamente. As propriedades mecânicas gerais dos dois materiais revestidos com fósforo vermelho são altas, o que pode atender aos requisitos de desempenho de vários campos.

3. Aparência e cheiro

Pode-se observar pela aparência de dois tipos de amostras moldadas por injeção revestidas com fósforo vermelho que o PA66 reforçado com retardador de chama (PA66-1#) preparado com resina melamínica revestida com fósforo vermelho tem superfície lisa, cor brilhante e nenhuma fibra flutuante no superfície. A cor da superfície do PA66 reforçado com retardante de chama (PA66-2#) preparado por resina fenólica revestida com fósforo vermelho não era uniforme e havia mais fibras flutuantes. Isso ocorre principalmente porque a própria resina melamínica é um pó muito fino e macio, como uma camada de revestimento introduzida, desempenhará um papel de lubrificação em todo o sistema de material, de modo que a aparência do material é lisa, sem fibra flutuante óbvia.

Dois tipos de partículas PA66 aprimoradas com retardador de chama revestido de fósforo vermelho foram colocadas a 80 ℃ por 2 horas e seu tamanho de odor foi testado. O material Pa66-1 # tem odor óbvio e forte odor pungente. Pa66-2 # tem um leve odor e nenhum odor pungente óbvio. Isto se deve principalmente à polimerização do revestimento in situ, as pequenas moléculas da resina revestida com amina não são fáceis de remover e limpar e o cheiro da própria substância amina é grande.

4. Absorção de água

Como o PA66 contém grupos amina e carbonila, é fácil formar ligações de hidrogênio com moléculas de água, por isso é fácil absorver água quando usado, resultando em efeito plastificante, resultando em expansão de volume de material, declínio de rigidez e fluência óbvia sob a ação de estresse.

A influência de diferentes fósforos vermelhos retardadores de chama revestidos na absorção de água do material foi estudada testando a absorção de água do material. Pode-se observar que a absorção de água dos dois materiais aumenta com o passar do tempo. A absorção inicial de água de PA66-1# e PA62-2# é semelhante, mas com o aumento do tempo de absorção de água, a absorção de água de diferentes materiais é obviamente diferente. Entre eles, o náilon retardador de chama de fósforo vermelho revestido com resina fenólica (PA66-2#) tem uma baixa taxa de absorção de água de 5,8% após 90 dias, enquanto o náilon retardador de chama de fósforo vermelho revestido com resina melamínica (PA66-1#) tem uma taxa de água ligeiramente maior. taxa de absorção de 6,4% após 90 dias. Isso ocorre principalmente porque a própria taxa de absorção de água da resina fenólica é baixa e a resina melamínica tem uma absorção de água relativamente forte e a resistência à hidrólise é relativamente baixa.

5. Resistência à corrosão do metal

A partir das amostras em branco e de diferentes materiais de náilon reforçado com retardador de chama de fósforo vermelho revestido de corrosão metálica na figura, pode-se ver, para não se juntar, a amostra em branco de corrosão superficial de metal de náilon modificado é menor, há uma leve corrosão por ar e vapor de água causada por marca, PA66-1 # de corrosão do metal é relativamente boa, o brilho da superfície do metal é melhor, algumas peças têm fenômeno de corrosão, A corrosão do metal de PA66-2 # é a mais séria e a superfície da folha de metal está completamente manchada , enquanto a superfície da folha de cobre está obviamente corroída e descolorida. Isto mostra que a corrosão do náilon retardador de chama com fósforo vermelho revestido com resina melamínica é menor do que a do náilon retardador de chama com fósforo vermelho revestido com resina fenólica.

Em conclusão, dois tipos de materiais PA66 retardadores de chama foram preparados revestindo fósforo vermelho com resina melamínica e resina fenólica. Os dois tipos de materiais retardadores de chama podem atingir 1,6 mmV-0, podem passar da temperatura de ignição do fio incandescente de 775 ℃ e o CTI pode atingir mais de 450 V.

A resistência à tração e a resistência à flexão do PA66 foram melhoradas pelo fósforo vermelho revestido com melamina, enquanto a propriedade de impacto do PA66 foi melhor pelo fósforo vermelho revestido com fenólico. Além disso, o cheiro da resina fenólica revestida com PA66 reforçado com retardador de chama de fósforo vermelho era menor do que o do material revestido de melamina, e a taxa de absorção de água era menor. A resina melamínica revestida com retardador de chama de fósforo vermelho melhora a aparência do PA66 com menos corrosão aos metais.

Referência: Estudo sobre as propriedades retardantes de chama do PA66 revestido com fósforo vermelho, materiais da Internet.