PA66の各種樹脂被覆赤リンによる難燃性向上に関する研究

ナイロン 66 は、機械的特性、耐摩耗性、耐薬品性に​​優れており、自動車、電子、電気分野で広く使用されています。ただし、PA66 は可燃性材料であり、燃焼時に液滴が発生し、安全上の大きなリスクがあります。したがって、PA66 の難燃性変更を研究することは非常に重要です。PA66 の難燃剤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 の点で深刻な問題に直面しています。

現在、赤リン難燃剤は、その高い難燃効率と優れたコストパフォーマンスにより、難燃性PA66材料に適用できます。しかし、赤リン難燃剤は、高温、空気、高湿度、およびアルカリ性環境で、水を吸収しやすく、材料の酸性化を引き起こします。リン酸は金属部品を腐食させ、製品の電気的特性につながります。

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、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、赤リン粉末表面でのその場重合によるものです。安定したポリマー材料を形成し、赤リンと酸素と水との接触を避けることができ、赤リンの酸性化を減らし、材料の使用の安定性を高めます。

ただし、コーティング樹脂が異なると、赤リン難燃強化ナイロンに与え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て、これら 2 つの異なるコーティング難燃剤が難燃性強化 PA66 材料のさまざまな特性に及ぼす影響を調べました。

素材の基本構成は、メラミン樹脂被覆赤リン難燃マスター材（MC450）、フェノール樹脂被覆赤リン難燃マスター素材（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%、グラスファイバー 30% です。

塗装赤リン難燃強化PA66配合シート

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 複合材料を調製し、関連する特性を次のように測定しました。

1. 難燃性、熱線温度および相対沿面記号指数

PA66-1# と PA66-2# の両方が 1.6mm V-0 の難燃グレードに到達でき、燃焼中に材料が垂れないことがわかります。コーティングされた2種類の赤リン難燃強化PA66は、優れた難燃効果を発揮します。PA66-1# と 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、非常に優れたレベルに達することができます。

また、PA66-1 は # PA66-2# の CTI よりもわずかに高く、赤リンでコーティングされた 2 つの難燃性 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、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度とノッチなし衝撃強度はどちらも高く、それぞれ 10.5kJ/m2 と 66.9 kJ/m2 であり、PA66-1# よりもそれぞれ 3% と 21% 高い。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. 外観とにおい

赤リンでコーティングされた 2 種類の射出成形サンプルの外観から、赤リンでコーティングされたメラミン樹脂で調製された難燃性強化 PA66 (PA66-1#) は、表面が滑らかで、色が鮮やかで、表面に浮遊繊維がないことがわかります。水面。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#)の表面色は均一ではなく、浮き繊維が多かった。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、材料の外観が滑らかで、明らかな浮遊繊維がないためです。

2 種類の赤リン被覆難燃剤強化 PA66 粒子を 80℃ で 2 時間放置し、その臭気の大きさをテストしました。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 # はにおいが少なく、明らかな刺激臭はありません。これは主に in situ コーティング重合によるもので、アミンコーティングされた樹脂の小分子はきれいに除去するのが容易ではなく、アミン物質自体の臭いが大きくなります。

4. 吸水

PA66にはアミン基とカルボニル基が含まれているため、水分子と水素結合を形成しやすいため、使用すると水を吸収しやすくなり、可塑化効果が生じ、材料の体積膨張、剛性低下、およびストレス。

材料の吸水率をテストすることにより、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を調べました。時間の経過とともに、2 つの素材の吸水量が増加することがわかります。PA66-1# と PA62-2 # の初期吸水率は似ていますが、吸水時間が長くなると、異なる材料の吸水率は明らかに異なります。中でも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%と低く、メラミン樹脂コーティング赤リン難燃ナイロン(PA66-1#)はやや吸水率が高い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、メラミン樹脂が比較的吸水性が高く、耐加水分解性が比較的悪いためです。

5. 金属に対する耐食性

ブランクサンプルから、図の異なるコーティングされた赤リン難燃剤強化ナイロン素材に金属腐食が見られますが、接合されていない、変更されたナイロンのブランクサンプルは金属表面の腐食が少なく、わずかな空気と水蒸気による腐食がありますマーク、PA66-1 # 金属の腐食は比較的良好、金属表面の光沢は良好、一部に腐食現象あり、PA66-2 # の金属腐食が最も深刻、金属板の表面が完全に変色、銅板の表​​面が明らかに腐食して変色している​​間。これは、メラミン樹脂でコーティングされた赤リン難燃性ナイロンの腐食が、フェノール樹脂でコーティングされた赤リン難燃性ナイロンの腐食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材料を調製しました。2 種類の難燃性材料は 1.6mmV-0 に達し、775℃ のグローワイヤ発火温度を通過でき、CTI は 450V 以上に達することができます。

PA66 の引張強さと曲げ強さはメラミン被覆赤リンによって強化され、PA66 の衝撃特性はフェノール被覆赤リンによって向上しました。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したものよりも臭いが少なく、吸水率も低かった。赤リン難燃剤でコーティングされたメラミン樹脂は、金属への腐食が少なく、PA66の外観を向上させます。

参考：インターネット材料赤リン被覆PA66の難燃性に関する研究。