高強度阻燃導電尼龍材料制備
尼龍(PA)作為工程塑料具有較高的強度、優異的耐熱性能、良好的尺寸穩定性等特點,廣泛用于機械、汽車、儀表等領域。隨著電子工業及信息技術產業的迅速發展,對于功能性聚合物材料的需求越來越迫切,導電PA具有易加工、尺寸穩定性好、電阻率可調節幅度大等特點,在微波吸收、電磁屏蔽、井下作業等領域備受歡迎。另外,隨著歐盟RolS指令的提出,無鹵阻燃已成為阻燃材料發展的必然趨勢口。因此,耐高溫PA9T制備具有優異導電性能、阻燃性能、加工性能的高強度PA材料以適應產業發展需求,滿足特殊場合對尼龍材料高導電性、高阻燃性、高強度的使用要求
在高強度阻燃導電PA66材料的制備中,導電填料采用CB和CF復合體系,并適量增加導電填料中CF的含量,再配合紅磷母粒,耐高溫PA9T可有效兼顧材料的導電性能和阻燃性能。(2)采用低相對黏度的基體樹脂可明顯提高材料的加工性能,改善相應制品的外觀質量。(3)以牌號為EPR24的PA66為基體樹脂,當紅磷母粒質量分數為12%、導電填料中CB與CF質數為40%時,所制備的高強度阻燃導電PA66材料的阻燃等級達到uL 94 V_0級,P 為7.6×10 Q,彎曲強度,拉伸強度和缺口沖擊強度分別為298,210 MPa和20 kJ/m2,完全滿足客戶要求,已成功應用于某電力系統部件。
玻纖增強尼龍廣泛應用于電子、電氣、汽車等領域,因此無鹵阻燃玻纖增強尼龍新材料的研究和開發是十分重要的,耐高溫PA9T特別是于2006年7月1日正式實施歐盟RoHS指令,《關于在電子電氣設備中限制使用某些有害物質指令》,對無鹵阻燃材料的研究更得到了各國的高度重視,產品的市場需求也更加迫切。
對玻纖增強材料,其*終性能不僅取決于增強體和基質的性質,而且也決定于兩相界面的性質。作為基質和增強體聞的橋梁,界面是復合材料非常重要的微觀結構,其對材料的物理、化學和機械性能都有著重要的影響,然而纖維和基質尼龍間的作用是較弱的,因此改善的界面粘結程度是非常重要的,也是復合材料研究的熱點。
高分子材料按特性分為塑料、橡膠、合成纖維,它們正迅速代替傳統的鋼材、金屬及木材、棉等天然聚合物,廣泛應用于國民經濟的各個部門,已成為現代生活中衣食住行用各個方面不可缺少的材料。目前高分子材料的年產量中,塑料約1.5億噸,合成纖維O.3億噸,合成橡膠約O.1億噸,而且每年還有增加的趨勢。但是大多數高聚物及天然高聚物屬于易燃、可燃材料,耐高溫PA9T在燃燒時熱釋放速率大,熱值高,火焰傳播速度快,不易熄滅,有時還產生濃煙和有害氣體,造成對環境的危害,對人們的生命**形成巨大的威脅。
近年來火災頻繁,特大火災事故常有發生,從《中國火災統計年鑒》中反映的火災統計數據表明,1950年至2000年51年問,我國共發生火災約344.7萬起,死亡約16.8萬人,受傷約31.9萬人,直接經濟損失180.4億元,2006年,全年共發生火災22.27萬起,直接經濟損失17.2億元,其中重特大火災200起,死亡1517人,受傷1418人,直接財產損失1.7億元;農村共發生火災7.3起,死亡1026人,傷783人,直接財產損失4.0億元;城鄉居民住宅共發生火災5.0起,死亡1093人,傷628人,直接財產損失1.7億元;火災給人類帶來的災難和教訓是慘痛的。因此,高分子材料阻燃已經成為一個不可忽視的社會重大問題。
耐高溫PA9T隨著人們防火**意識的提高,具備阻燃性能的材料在日常生活以及工業領域的應用越來越廣泛。工程塑料作為一種應用重要程度日益提高的新興材料,其大多面臨比較苛刻的使用環境,如高溫、高濕度、高電壓等,工程塑料的阻燃性能在許多場合成為一個至關重要的因素,特別是電氣用途,如接線柱、插座、開關等,因此,工程塑料阻燃改性亦由此成為一個日益注目課題。
工程塑料阻燃品種從加工、使用、成本、**等角度考慮,一般需滿足以下要求:
(1)阻燃性能要高。這是對阻燃劑的*基本的要求,而且要求在盡可能小的添加量下達到一定的阻燃效果(如UL94V-O級)。
機械性能。由于阻燃劑的加入大多會對原基體樹脂的機械性能造成一些降低(如抗沖擊性能等),要求盡可能減少降低的程度。
(2)電性能。有些阻燃劑的加入會破壞原基體樹脂良好的電氣絕緣性能。在電氣應用領域尤其重要,通常要求阻燃劑的加入,不改變高分子材料固有的物性,如耐熱性、機械強度、電性能。
(3)熱穩定性能。因為高溫可使體系中的阻燃劑產生熱分解,此現象尤其出現在鹵素阻燃產品中,熱分解產生酸性物質,進一步對塑料的機械性能產生**影響,還會腐蝕螺桿。通常對阻燃劑要求其分解溫度不應太高,但在加工溫度下又不能分解。
(4)加工性能。阻燃塑料品種與普通非阻燃品種相比,相對流動性較差,加工相對困難,工藝條件允許范圍較狹窄。有些阻燃品種還會對加工設備造成**影響。
(5)價格。評價價格應該從阻燃劑的成本、添加量、*終阻燃塑料的比重及可回收使用的程度等因素考慮,要求阻燃劑廉價易得。
(6)毒性及環境污染問題。這在國際上歷來是一個非常受注目的問題。近年來,國內在環保方面越來越重視。國內用戶的環保意識越來越強,對產品的環保要求也越來越高。所以要求阻燃劑具有毒性小,在燃燒時不產生毒性氣體。
(7)其他。如著色性能,鐳射印刷性能等。