聚酰胺树脂表面改性氮系阻燃剂MCA及其阻燃PA6的研究

关键词：PA无卤阻燃剂MCA、尼龙无卤阻燃剂E-MC、三聚氰胺氰尿酸MCA、PA加纤阻燃剂

 

三聚氰胺氰尿酸是一种性能优异的氮系阻燃剂，尤其适用于非增强聚酰胺材料的阻燃。但目前市售MCA阻燃尼龙的添加量较大，阻燃剂粒子在树脂基体中的分散效果差，阻燃材料点燃后自熄时间长，样条燃烧过程中熔滴引燃脱脂棉而不能达到UL94-VO级指标。本文以聚酰胺树脂对阻燃剂的表莫按摩改性。由于表面改性材料与目标阻燃材料相同，阻燃剂与树脂相容性好，与树脂熔融共混时有一定流动性，分散性能显著改善。SEM照片显示树脂基体中基本观察不到阻燃剂粒子，表明改性MCA与PA6之间没有明显相界面，两者已融为一体，从而使MCA的阻燃率大大提高，UL94-1.6mm燃烧测试表明，7%改性MCA阻燃PA6已经完全不燃，且熔滴不引燃脱脂棉，达到V0级别。而传统MCA阻燃PA6自熄时间长，熔滴引燃脱脂棉，只能达到V2级别。

 

三聚氰胺氰尿酸（MCA）是一种性能优异的氮系阻燃剂，具有含氮量高、阻燃效果好、低毒、低烟等突出优点，尤其适用于非增强聚酰胺材料的阻燃。但目前市售MCA阻燃尼龙的添加量较大，阻燃剂粒子在树脂基体中的分散效果差，阻燃材料点燃后自熄时间长，样条燃烧过程中熔滴引燃脱脂棉而不能达到UL94VO级别指标。本文以聚酰胺树脂溶液为介质进行三聚氰胺与氰尿酸的分子自组装，在制备MCA的同时实现聚酰胺树脂对阻燃剂的表面改性。所制备的改性MCA与聚酰胺之间具有良好相容性，对尼龙类材料的阻燃效率远高于传统MCA.

 

Fig。1（a)和（b)分别为传统MCA和改性MCA阻燃PA6材料断面的形貌分析。由图可见，传统MCA与PA6共混复合后，传统MCA粒子在PA6共混复合后分散效果差；而对于改性MCA/PA6体系，由于表面改性材料与目标阻燃材料相同，因此与树脂熔滴共混复合时具有一定流动性，阻燃剂与树脂相容性好，分散性性能闲着改善，树脂基体中基本未观察到阻燃剂粒子，表明改性MCA与PA6之间没有明显相界面，两者融为一体。

 

Tab.1UL94-1.6mm test of conventional MCA and modified MCA flame retardant PA6

UL94 1.6mm	传统MCA阻燃PA6	改性MCA阻燃PA6
平均自熄时间（s）	＞10	0
是否脱脂棉	引燃	不燃
阻燃级别	V2	V0

Flame retardant content:7%

 

UL94燃烧测试（Tab.10表明：7%改性MCA阻燃PA6完全不燃，且熔滴不引燃脱脂棉，达到V0级别。而传统MCA阻燃PA6自熄时间长，熔滴引燃脱脂棉，仅能达到V2级别。

 

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