无卤阻燃永久抗静电玻璃纤维增强聚酰胺6材料的研制

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2021.07.010

中国塑料 ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (7): 58-62.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.07.010

无卤阻燃永久抗静电玻璃纤维增强聚酰胺6材料的研制

吕强¹^,²()

^1.中煤科工集团重庆研究院有限公司科聚孚新材料有限责任公司，重庆 400037
^2.重庆市高性能工程塑料工程技术研究中心，重庆 400037

收稿日期:2021-01-18 出版日期:2021-07-26 发布日期:2021-07-21

Preparation of Glass⁃fiber Reinforced Polyamide 6 with Halogen⁃free Flame Retardant and Permanent Antistatic Performance

LYU Qiang¹^,²()

^1.Chongqing Copolyforce New Materials Co，Ltd，China Coal Technology and Engineering Group Chongqing Research Institute，Chongqing 400037，China
^2.Chongqing Engineering Technology Research Center of High Performance Engineering Plastics，Chongqing 400037，China

Received:2021-01-18 Online:2021-07-26 Published:2021-07-21
Contact: LYU Qiang E-mail:lvq0910@163.com

摘要/Abstract

摘要：

采用熔融共混法将无卤阻燃剂LX?15、永久抗静电剂MH?2030添加到玻璃纤维增强聚酰胺6（PA6/GF）基体中制备复合材料，分别采用垂直燃烧仪、绝缘电阻测试仪、热重分析仪（TG）、悬臂梁冲击试验机和微机控制万能试验机对复合材料的阻燃性能、抗静电性能、热稳定性和力学性能进行了测试和表征。结果表明，复合材料的阻燃等级和抗静电性能随着阻燃剂和永久抗静电剂含量的增加而提升；单独作用时，添加15 %（质量分数，下同）的LX?15可使PA6/GF的阻燃等级达到UL 94测试V?0级，添加20 % 的MH?2030可使PA6/GF的表面电阻下降至1.1×10⁸Ω；复合使用时，添加20 %的MH?2030时，LX?15含量增加至25 %可使用复合材料的阻燃等级达UL 94测试V?0级的同时表面电阻下降至1.1×10⁸Ω，且抗静电性能持久稳定；同时，添加20 % MH?2030、25 % LX?15复合材料的拉伸强度、缺口冲击强度和初始分解温度分别为103 MPa、15.3 kJ/m²和376 ℃，与纯PA6/GF的143 MPa、22.3 kJ/m²和382 ℃相比，虽然有所降低，但仍能保持在较高水平。

关键词: 聚酰胺6, 玻璃纤维, 增强, 无卤阻燃, 永久抗静电, 热稳定性

Abstract:

A halogen?free flame retardant LX?15 and a permanent antistatic agent MH?2030 were added into a glass?fiber?reinforced polyamide 6（PA6/GF）matrix to prepared a series of compounds through melt blending. The flame retardant， thermal stability， antistatic and mechanical properties of the compounds were characterized using vertical combustion tester， insulation resistance tester， thermogravimetric analyzer， cantilever beam impact tester and microcomputer controlled universal tester. The results indicated that with the addition of only 15 wt% LX?15， the flame retardant level of PA6/GF achieved a UL 94 V?0 classificaton. Their surface resistance decreased down to 1.1^{×10⁸Ω with the addition of only 20 wt% MH?2030. The compounds achieved a V?0 classificaton， and their surface resistivity decreased down to 1.1^{×10⁸Ω when 25 wt% of LX?15 and 20 wt% of MH?2030 were added together. Their antistatic property could be maintained for a long time. Meanwhile， their tensile strength， notched impact strength and initial decomposition temperature were 103 MPa， 15.3 kJ/m²and 376 ℃， respectively， which are still acceptable in comparison with the values of 143 MPa， 22.3 kJ/m² and 382 ℃ for pure PA6/GF.}}

Key words: polyamide 6, glass?fiber, reinforcement, halogen?free flame retardant, permanent antistatic, thermal stability

中图分类号:

TQ323.6

吕强. 无卤阻燃永久抗静电玻璃纤维增强聚酰胺6材料的研制[J]. 中国塑料, 2021, 35(7): 58-62.

LYU Qiang. Preparation of Glass⁃fiber Reinforced Polyamide 6 with Halogen⁃free Flame Retardant and Permanent Antistatic Performance[J]. China Plastics, 2021, 35(7): 58-62.

图/表 6

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样品编号	PA6?HY800	GF	阻燃剂LX?15	永久抗静电剂MH?2030	其他助剂
1^#	69	30	0	—	1
2^#	64	30	5	—	1
3^#	59	30	10	—	1
4^#	54	30	15	—	1
5^#	44	30	25	—	1
6^#	64	30	—	5	1
7^#	59	30	—	10	1
8^#	54	30	—	15	1
9^#	49	30	—	20	1
10^#	34	30	15	20	1
11^#	29	30	20	20	1
12^#	24	30	25	20	1

样品编号	PA6?HY800	GF	阻燃剂LX?15	永久抗静电剂MH?2030	其他助剂
1^#	69	30	0	—	1
2^#	64	30	5	—	1
3^#	59	30	10	—	1
4^#	54	30	15	—	1
5^#	44	30	25	—	1
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7^#	59	30	—	10	1
8^#	54	30	—	15	1
9^#	49	30	—	20	1
10^#	34	30	15	20	1
11^#	29	30	20	20	1
12^#	24	30	25	20	1

样品编号	UL 94			表面电阻/Ω
样品编号	阻燃等级	t₁/s	t₂/s	表面电阻/Ω
1^#	无	燃至夹具	—	4.2×10¹⁴
2^#	无	燃至夹具	—	3.9×10¹⁴
3^#	V?1	3.3	14.5	4.3×10¹⁴
4^#	V?0	1.3	5.5	3.8×10¹⁴
5^#	V?0	0.6	2.2	3.9×10¹⁴
6^#	无	—	—	2.3×10¹³
7^#	无	—	—	5.4×10¹¹
8^#	无	—	—	8.6×10⁸
9^#	无	—	—	1.1×10⁸
10^#	V?1	3.3	16.2	1.1×10⁸
11^#	V?1	2.7	11.3	1.2×10⁸
12^#	V?0	2.1	5.2	1.1×10⁸

样品编号	UL 94			表面电阻/Ω
样品编号	阻燃等级	t₁/s	t₂/s	表面电阻/Ω
1^#	无	燃至夹具	—	4.2×10¹⁴
2^#	无	燃至夹具	—	3.9×10¹⁴
3^#	V?1	3.3	14.5	4.3×10¹⁴
4^#	V?0	1.3	5.5	3.8×10¹⁴
5^#	V?0	0.6	2.2	3.9×10¹⁴
6^#	无	—	—	2.3×10¹³
7^#	无	—	—	5.4×10¹¹
8^#	无	—	—	8.6×10⁸
9^#	无	—	—	1.1×10⁸
10^#	V?1	3.3	16.2	1.1×10⁸
11^#	V?1	2.7	11.3	1.2×10⁸
12^#	V?0	2.1	5.2	1.1×10⁸

样品编号	拉伸强度/ MPa	断裂伸长率/ %	弯曲强度/ MPa	缺口冲击强度/ kJ·m^-2
1^#	143	2.6	216	22.3
4^#	133	1.9	193	18.4
5^#	116	0.8	152	14.8
9^#	118	4.3	165	25.7
12^#	103	0.8	132	15.3

无卤阻燃永久抗静电玻璃纤维增强聚酰胺6材料的研制

Preparation of Glass⁃fiber Reinforced Polyamide 6 with Halogen⁃free Flame Retardant and Permanent Antistatic Performance

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样品编号	初始分解温度/℃	700 ℃残炭率/%
1^#	382	31.0
4^#	376	34.9
5^#	377	37.5
12^#	376	37.2

样品编号	初始分解温度/℃	700 ℃残炭率/%
1^#	382	31.0
4^#	376	34.9
5^#	377	37.5
12^#	376	37.2