PA66の赤リン被覆による難燃性向上に関する研究

ナイロン 66 は、優れた機械的特性、耐摩耗性、耐化学腐食性を備えており、自動車、電子、電気分野で広く使用されています。ただし、PA66 は可燃性の材料であり、燃焼時に飛沫が発生するため、安全性に大きなリスクがあります。したがって、PA66 の難燃性改質を研究することは非常に重要です。 PA66 の難燃系は臭素系難燃剤が主流でしたが、臭素系難燃剤は環境保護と CTI という深刻な問題に直面しています。

現在、赤リン系難燃剤は、その難燃効率の高さとコストパフォーマンスの良さから、難燃性PA66材料への適用が可能となっております。しかし、赤リン系難燃剤は高温、大気、高湿、アルカリ性の環境下では水分を吸収しやすく、材料が酸性化してしまいます。リン酸は金属部品を腐食し、その結果、製品の電気的特性が低下します。

赤リン反応の酸性化を防ぎ、赤リンの安定性を向上させるために、これまでのところ最も効果的な方法は、赤リンをマイクロカプセルでコーティングすることです。このアプローチは、赤リン粉末の表面でその場重合を行うことによるものです。安定した高分子材料を形成するため、赤リンと酸素や水との接触を遮断し、赤リンの酸性化を抑え、材料の使用安定性を高めます。

ただし、コーティング樹脂が異なれば、赤リン難燃強化ナイロンに対する影響も異なります。この研究では、フェノール樹脂とメラミン樹脂でコーティングされた 2 つの赤リン難燃剤を選択し、これら 2 つの異なるコーティング難燃剤が難燃剤強化 PA66 材料のさまざまな特性に及ぼす影響を研究しました。

材料の基本組成は、メラミン樹脂コート赤リン難燃マスター材（MC450）、フェノール樹脂コート赤リン難燃マスター材（PF450）：赤リン含有率50％です。難燃性強化ナイロン 66 の配合は、ナイロン 66 58%、難燃性マスター素材 12%、ガラス繊維 30% です。

赤リン難燃剤強化PA66配合シートをコーティング

混合および改質後、赤リン難燃剤でコーティングされた PA66/GF30 複合材料が調製され、関連する特性が次のように測定されました。

1. 難燃性、熱線温度および相対沿面マーク指数

PA66-1# と PA66-2# の両方が 1.6 mm V-0 の難燃グレードに達し、燃焼中に材料が滴下しないことがわかります。 2種類の赤リン難燃剤強化PA66をコーティングしており、優れた難燃効果を発揮します。 PA66-1# および PA66-2# のグローワイヤー可燃性指数 (GWFI) は 960℃ に達し、GWIT は 775℃ に達します。 2 つのコーティングされた赤リン難燃性材料の垂直燃焼性能とグロー ワイヤー テスト性能は、非常に良好なレベルに達します。

PA66-1 は #PA66-2# の CTI よりわずかに高く、2 つの赤リンでコーティングされた難燃性 PA66 材料の CTI は 450V を超えており、ほとんどの業界のアプリケーション要件を満たすことができることもわかります。

2. 機械的性質

機械的特性は、難燃性強化ナイロンの用途にとって重要な基本特性です。

PA66-1# の引張強度と曲げ強度はそれぞれ 164 MPa と 256 MPa であり、PA66-1# よりも 5% と 6% 高いことがわかります。 PA66-1# のノッチ付き衝撃強さおよびノッチなし衝撃強さは両方とも高く、それぞれ 10.5kJ/m2 および 66.9kJ/m2 であり、PA66-1# よりもそれぞれ 3% および 21% 高くなります。赤リンでコーティングされた 2 つの材料の全体的な機械的特性は高く、さまざまな分野の性能要件を満たすことができます。

3. 見た目と匂い

赤リンをコーティングした2種類の射出成形サンプルの外観から、赤リンをコーティングしたメラミン樹脂で製造した難燃性強化PA66（PA66-1#）は表面が平滑で、色が明るく、表面に浮遊繊維がないことがわかります。表面。フェノール樹脂に赤リンをコーティングした難燃強化PA66(PA66-2#)の表面色が均一ではなく、浮遊繊維が多く発生しました。これは主に、メラミン樹脂自体が非常に細かく滑らかな粉末であるためであり、導入されたコーティング層が材料システム全体で潤滑の役割を果たすため、材料の外観は滑らかで、明らかな浮遊繊維はありません。

2種類の赤リン被覆難燃性強化PA66粒子を80℃で2時間放置し、臭気サイズを試験しました。 Pa66-1 # 材料には明らかな臭気と強い刺激臭があります。 Pa66-2#は臭気が少なく、明らかな刺激臭はありません。これは主にその場でのコーティング重合によるもので、アミンでコーティングされた樹脂の小さな分子はきれいに除去するのが難しく、アミン物質自体の臭いが大きいです。

4. 吸水性

PA66はアミン基とカルボニル基を含むため、水分子と水素結合を形成しやすいため、使用時に水を吸収しやすくなり、その結果可塑効果が生じ、材料の体積膨張や剛性の低下、熱の作用により明らかなクリープが発生します。ストレス。

材料の吸水率を試験することによって、材料の吸水率に及ぼすさまざまなコーティングされた難燃剤赤リンの影響が研究されました。時間の経過とともに 2 つの材料の吸水性が増加することがわかります。 PA66-1# と PA62-2 # の初期吸水率は類似していますが、吸水時間が増加すると、異なる材料の吸水率は明らかに異なります。このうち、フェノール樹脂コーティング赤リン難燃ナイロン（PA66-2#）は90日後の吸水率が5.8％と低いのに対し、メラミン樹脂コーティング赤リン難燃ナイロン（PA66-1#）は吸水率が若干高くなります。 90日後の吸収率は6.4％。これは主に、フェノール樹脂自体の吸水率が低く、メラミン樹脂は吸水性が比較的強く、耐加水分解性が比較的劣るためである。

5. 金属に対する耐食性

図では、ブランクサンプルとさまざまなコーティングを施した赤リン難燃性強化ナイロン素材の金属腐食を見ることができますが、接合していないこと、変性ナイロンのブランクサンプルの金属表面腐食は少なく、空気および水蒸気によるわずかな腐食が発生しています。マーク、PA66-1#の金属腐食は比較的良好、金属表面の光沢は良好、いくつかの部品に腐食現象があります、PA66-2#の金属腐食は最も深刻で、金属シートの表面は完全に変色しています、銅板の表​​面は明らかに腐食して変色しています。これは、メラミン樹脂被覆赤リン難燃ナイロンの腐食がフェノール樹脂被覆赤リン難燃ナイロンよりも少ないことを示しています。

結論として,赤リンをメラミン樹脂とフェノール樹脂でコーティングすることにより,2種類の難燃性強化PA66材料を調製した。 2種類の難燃性材料は1.6mmV-0に達し、775℃のグローワイヤー点火温度に合格し、CTIは450V以上に達します。

PA66 の引張強さと曲げ強さはメラミンでコーティングされた赤リンによって強化され、PA66 の衝撃特性はフェノールでコーティングされた赤リンによってより優れていました。また、フェノール樹脂に赤リン系難燃剤強化PA66をコーティングしたものは、メラミンコーティング材に比べて臭いが少なく、吸水率も低かった。赤リン系難燃剤でコーティングされたメラミン樹脂は、PA66 の外観を向上させ、金属への腐食を軽減します。

参考：赤リンをコーティングしたPA66の難燃特性に関する研究、インターネット素材。