科莱恩EXOLIT OP1311次膦酸盐阻燃玻纤增强尼龙66的特点

关键词：科莱恩Exolit OP1312M1、EXOLIT OP1311、EXOLIT OP1240、 EXOLIT OP1230、PBT无阻燃剂、PA增强无卤阻燃剂、阻燃剂次磷酸盐

 

阻燃GPPA在电子电器工业中具有广泛的用途，且特别适用于制造在高电压下使用的注塑电子元器件。目前，溴代聚苯乙烯（BPS）及红磷在阻燃GPPA制品中应用较多。但是BPS作为卤系阻燃剂，用量较多，阻燃产品的电绝缘性能也欠缺，这两种阻燃剂阻燃GPPA（玻纤含量25％－30％）的漏流经迹指数CTI值约为400V（未阻燃产品的CTI值为600V）以红磷阻燃GPPA时，阻燃剂用量最少，但是红磷的颜色限制了它的使用。当然，非卤系阻燃剂还有及聚磷酸三聚氰胺（MPP）,不过这两种阻燃剂用量过多，影响制品的机械性能，而MPP阻燃GPPA时抗冲击强度不能令人满意。

    德国Clariant公司开发了两种次膦酸盐基阻燃剂，牌号为Exolit OP1311和Exolit OP1312M1，现已经中试生产，工业生产已经在2004年年末开始，这两种磷系阻燃剂都是以固相阻燃机理发挥作用，促进成碳，强化碳层结构，且能与氮产生协效作用，特别适用于GPPA6和GPPA66。Exolit OP1312M1的热稳定性优于Exolit OP1311，后者主要用于阻燃GPPA6，而前者主要用于GPPA66。这类阻燃产品密度较低，阻燃剂用量也比较少，制品机械性能较好，色调选择自由，烟密度较低，CTI值较高，在电子电气工业中很有应用前景。

1， 阻燃GPPA66的制备

    GRPA66系以27－44D同向双螺杆挤出机造粒，造粒时，PA由主进料口加入，阻燃剂由18D的第一侧进料口加入，玻纤由30D的第二侧进料口加入，在15D常压脱气，40D减压脱气，进料总量为20KG/min，螺杆转速为250r/min，混炼温度为250～280℃。所得料粒在80下干燥至水分含量小于0.1%。注塑测试样条。

2， 阻燃GRPA66的配方

    为了比较次膦酸盐与其它GRPA66常用阻燃剂的功效，分别以BPS 红磷（RP）及 Exolit OP1312M1阻燃GRPA66，并同时测定了这几种阻燃GRPA66得多项性能，所用阻燃材料的配方见表1:

                   表1 三种阻燃GRPA66的配方

    1， PA66为巴斯夫的DurethanA30.

    2， 玻纤为法国Vetrotex公司的VetrotexEC104.5MM983

    3， BPS为比利时Albemarle公司的Saytex HP-7010

    4， Sb2O3母粒以PA66为载体，Sb2O3含量为80％，此母粒由比利时Camprme公司 生产，牌号为Antiox PA2617

    5， 红磷母粒以PA66为载体，P含量为50%，此母粒由法国Clariant公司生产，牌号Exolit RP695

    6， ExolitOP1312M1由法国Clariant生产。

3 阻燃GRPA66的物理机械性能及阻燃性

   实测的有关结果示于表2。测定的标准如下：熔体指数 ISO 1133；抗拉强度﹑抗拉模量及断裂伸长率 ISO 527－2；抗冲强度 ISO 179/LEV。

              表2 阻燃GRPA66的物理机械性能及阻燃性

    表2中三种阻燃剂阻燃GRPA66的阻燃性均达UL94 V—0级，但以BPS阻燃剂用量最大，达到26%(20%BPS+6% Sb2O3 )，RP的用量最少，仅仅为7％（RP母粒中载体PA66的含量为50％，RP的实际含量是母粒的50％）。RP为全部有效阻燃元素。以ExolitOP1312M1阻燃GRPA66时，所需要阻燃剂用量为18％。从上面的检测数据可以看出，ExolitOP1312M1阻燃GRPA66的熔体指数最大，仅比无阻燃剂的GRPA66低，远高于BPS和RP阻燃的GRPA66，较高的熔体指数意味着加工时设备的扭矩降低，产量提高，能耗小。

    注塑制品时，更容易制造大型复杂薄壁的元器件。因此，从改善塑料加工性能而言，用ExolitOP1312M1阻燃剂是可取的。对于材料的机械性能，表2中的三种阻燃GRPA66有一定的差别，其中以ExolitOP1312M1阻燃产品的机械性能较为逊色。不过仍然维持在令人满意的水平。可以满足客户的要求。这种情况对UL94 V-0级（0.8mm）阻燃材料来说，还是可以接受的。和BPS阻燃剂相比，除了抗拉强度低14％以外，其它机械性能两者相差不大。当然，以RP母粒阻燃的GRPA66的机械性能最优。几乎可以和未阻燃GRPA66相媲美。这是因为RP的实际用量仅为7％，另外，ExolitOP1312M1为白色粉末，以其阻燃的制品具有极好的色泽和透明性，这是RP所不能及的。

4 阻燃GRPA66的生烟性

    降低阻燃材料的生烟量，是对阻燃材料日益迫切的和严格的要求。因为烟和有毒气体是火灾发生时最具有危害性的因素。火灾中的死亡因素，有80％是由烟和有毒气体导致的。所以，材料的减毒和减烟是阻燃技术的重要任务之一。次膦酸盐基阻燃剂在生烟上比BPS及RP都要好。测试的结果表明，未阻燃的GRPA66生烟是相当低的，按ASTM E662测定的烟密度（明燃），最大值低于50，这是因为PA66在高温下能解聚未单体。而后者能很好的燃烧。GRPA66被BPS和RP阻燃，并达到UL94 V-0级时，生烟性大为提高，这两种阻燃剂测试样条的烟密度最大值均达到了600，而ExolitOP1312M1阻燃样条的烟密度最大值是400。同时，对于BPS和RP阻燃测试样条，达到烟密度最大值的时间为5分钟；而ExolitOP1312M1阻燃测试样条的此值为10分钟。烟密度最大值出现的时间早晚，对提高安全性和抢救生命﹑保护财产都是十分有利的。有些用户非常关心材料的烟密度最大值，并对原料生产商提出要求，这是有道理的。如果考虑这一点，ExolitOP1312M1阻燃剂优势是很明显的。

5 阻燃GRPA66的电绝缘性能

    对用于电子电气工业的阻燃GRPA66，电绝缘性能是非常重要的，电子电气元件经常测定一项性能指标是CTI(漏流经迹指数)值，此值越高，材料的电绝缘性能越好。一般而言，材料阻燃后，CTI值都会降低。例如，未阻燃的GRPA66的CTI值是600V，20％溴代三甲基苯基氢化茚（BTMPI）和7％的Sb2O3阻燃PA66的CTI值降低为250V；13.5％BTMPI﹑5.5％ Sb2O3及25％阻燃PA66的CTI值是300V。测试的结果，BPS阻燃GRPA66的CTI值为400V，而 和RP母粒阻燃GRPA66的CTI值都与未阻燃GRPA66相同，达到600V。所以，将次膦酸盐基的阻燃剂用于电子电气工业，电绝缘性能特别优良。

6 结束语

    以ExolitOP1312M1阻燃GRPA66（玻纤含量30％），当阻燃剂用量为18％时，阻燃性能达到UL94 V-0级，明燃烟密度最大值比BPS和RP阻燃者低50％，材料密度及CTI值均与未阻燃基材相同，熔体指数比基材低30％，但远高于BPS和RP阻燃者。机械强度较BPS和RP阻燃材料低一些，但是能满足客户的需要。ExolitOP1312M1阻燃剂是白色粉末，制得的阻燃制品色泽和透明度好，与BPS和RP相比，综合考虑加工﹑阻燃﹑生烟﹑机械和电气性能，以ExolitOP1312M1阻燃剂具有明显的优点，特别适用于制造注塑电子电气元器件。

 

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