高含量玻璃纤维增强阻燃聚酰胺材料的制备与性能

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.08.007

中国塑料 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (8): 42-48.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.08.007

高含量玻璃纤维增强阻燃聚酰胺材料的制备与性能

陈佰全(), 郑友明, 田际波, 张磊, 王金松, 林夏洁, 段亚鹏

中广核俊尔（浙江）新材料有限公司，浙江温州 325000

收稿日期:2022-04-13 出版日期:2022-08-26 发布日期:2022-08-22
作者简介:陈佰全（1982—），男，高级工程师，从事聚酰胺改性工程塑料研究，cbq_maple@126.com
基金资助:
责任心强，工作热情，积极支持期刊发展

Preparation and properties of polyamide flame⁃retardant composite reinforced with high content of glass fiber

CHEN Baiquan(), ZHENG Youming, TIAN Jibo, XHANG Lei, WANG Jinsong, LIN Xiajie, DUAN Yapeng

CGN Juner New Materials Co，Ltd，Wenzhou 325000，China

Received:2022-04-13 Online:2022-08-26 Published:2022-08-22

摘要/Abstract

摘要：

采用双螺杆挤出机制备了聚酰胺6（PA6）/50 %（质量分数，下同）玻璃纤维（GF）、PA66/50 %GF、PA56/50 %GF 3种高含量GF增强阻燃PA复合材料，对比研究了红磷、溴系、磷氮3种阻燃体系下复合材料的力学性能、阻燃性能和激光打标性能。结果表明，不同阻燃体系对复合材料的力学性能有明显影响，吸水平衡后，PA66复合材料的力学性能保持率最高；PA56复合材料在3种阻燃体系中均表现出比PA6、PA66复合材料更好的阻燃性能；红外激光和紫外激光的打标效果存在明显不同，而在阻燃体系和激光光源相同的条件下，PA6、PA66和PA56 3种PA复合材料的激光打标效果没有明显差异。

关键词: 高含量玻璃纤维, 聚酰胺, 增强改性, 阻燃, 激光打标

Abstract:

Three types of reinforced flame?retardant polyamide （PA） composites with a high content of glass fiber were prepared using a twin?screw extruder， which included PA6?， PA66? and PA 56?matrix composites with 50 wt% glass fiber. The mechanical properties， flame retardant properties and laser marking properties of the composites were studied comparatively under three flame retardant systems including red phosphorus， bromine， and phosphorus?nitrogen. The results indicated that the flame retardant systems had obvious effects on the mechanical properties of the composites. The PA66 composites obtained the highest retention of mechanical properties after water absorption equilibrium. The PA56 composites exhibited better flame?retardant performance the PA6 and PA66 composites. The laser marking effect of infrared laser and ultraviolet laser was obviously different， and however， it showed no obvious difference among PA6， PA66 and PA56 under the same flame?retardant systems and laser source.

Key words: high content glass fiber, polyamide, reinforcement modification, flame retardant, laser marking

中图分类号:

TQ323.6

陈佰全, 郑友明, 田际波, 张磊, 王金松, 林夏洁, 段亚鹏. 高含量玻璃纤维增强阻燃聚酰胺材料的制备与性能[J]. 中国塑料, 2022, 36(8): 42-48.

CHEN Baiquan, ZHENG Youming, TIAN Jibo, XHANG Lei, WANG Jinsong, LIN Xiajie, DUAN Yapeng. Preparation and properties of polyamide flame⁃retardant composite reinforced with high content of glass fiber[J]. China Plastics, 2022, 36(8): 42-48.

图/表 8

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材料	挤出温度/℃	熔体温度/℃	螺杆转速/r·min^-1
PA6/50 %GF	250~230	260	300
PA66/50 %GF	270~250	280	300
PA56/50 %GF	260~240	280	300

材料	挤出温度/℃	熔体温度/℃	螺杆转速/r·min^-1
PA6/50 %GF	250~230	260	300
PA66/50 %GF	270~250	280	300
PA56/50 %GF	260~240	280	300

材料	注射温度/℃	模具温度/℃	注射压力/MPa
PA6/50 %GF	250~280	80	80
PA66/50 %GF	270~300	80	80
PA56/50 %GF	270~300	80	80

材料	注射温度/℃	模具温度/℃	注射压力/MPa
PA6/50 %GF	250~280	80	80
PA66/50 %GF	270~300	80	80
PA56/50 %GF	270~300	80	80

项目	1^#	2^#	3^#	4^#	5^#	6^#	7^#	8^#	9^#
密度/g·10 cm^-3	1.65	1.65	1.65	1.75	1.75	1.75	1.61	1.61	1.62
灰分/%	50.1	50.2	49.9	50.2	50.1	50.3	49.8	49.9	50.1
拉伸强度/MPa	169	171	166	194	201	201	184	187	185
弯曲强度/MPa	262	271	268	291	307	297	298	303	301
弯曲模量/MPa	15 324	15 895	15 454	15 101	15 985	15 872	15 784	15 010	15 155
缺口冲击强度/kJ·m^-2	14.1	14.2	12.6	14.8	13.2	12.5	14.2	13.1	11.2
非缺口冲击强度/kJ·m^-2	56	59	51	63	59	50	56	55	47
热变形温度/℃	208	244	231	206	248	235	209	245	234

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Preparation and properties of polyamide flame⁃retardant composite reinforced with high content of glass fiber

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材料	1^#	2^#	3^#	4^#	5^#	6^#	7^#	8^#	9^#
PA6切片	32.4	—	—	31.9	—	—	41.4	—	—
PA66切片	-	32.4	—	—	31.9	—	—	41.4	—
PA56切片	—	—	32.4	—	—	31.9	—	—	41.4
红磷母粒	—	—	—	—	—	—	8	8	8
BPS	—	—	—	13	13	13	—	—	—
三氧化二锑	—	—	—	4.5	4.5	4.5	—	—	—
磷氮阻燃剂	17	17	17	—	—	—	—	—	—
GF	50	50	50	50	50	50	50	50	50
抗氧剂1098	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
抗氧剂168	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
硬脂酸钙	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2

垂直燃烧厚度/mm		1^#	2^#	3^#	4^#	5^#	6^#	7^#	8^#	9^#
3.2	燃烧时间	25	23	20	46	39	33	26	23	19
	是否滴落	否	否	否	否	否	否	否	否	否
	阻燃等级	V⁃0	V⁃0	V⁃0	V⁃0	V⁃0	V⁃0	V⁃0	V⁃0	V⁃0
1.6	燃烧时间	57	44	39	55	47	44	39	34	32
	是否滴落	否	否	否	否	否	否	否	否	否
	阻燃等级	V⁃1	V⁃0	V⁃0	V⁃1	V⁃0	V⁃0	V⁃0	V⁃0	V⁃0
0.8	燃烧时间	98	84	47	89	86	48	77	75	49
	是否滴落	否	否	否	否	否	否	是	否	否
	阻燃等级	V⁃1	V⁃1	V⁃0	V⁃1	V⁃1	V⁃0	V⁃2	V⁃1	V⁃0

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项目	1^#	2^#	3^#	4^#	5^#	6^#	7^#	8^#	9^#
拉伸强度/MPa	105	124	101	121	146	123	114	135	113
弯曲强度/MPa	179	200	184	199	227	205	189	214	201
弯曲模量/MPa	9 912	12 222	9 887	10 101	12 292	10 461	10 557	11 542	9 988
缺口冲击强度/kJ·m^-2	17.1	16.5	16.8	18.2	15.3	16.6	18.1	19.6	20.3
无缺口冲击强度/kJ·m^-2	61.2	65.2	58.5	65.1	60.3	59.1	66.5	67.3	65.4

项目	1^#	2^#	3^#	4^#	5^#	6^#	7^#	8^#	9^#
拉伸强度/MPa	105	124	101	121	146	123	114	135	113
弯曲强度/MPa	179	200	184	199	227	205	189	214	201
弯曲模量/MPa	9 912	12 222	9 887	10 101	12 292	10 461	10 557	11 542	9 988
缺口冲击强度/kJ·m^-2	17.1	16.5	16.8	18.2	15.3	16.6	18.1	19.6	20.3
无缺口冲击强度/kJ·m^-2	61.2	65.2	58.5	65.1	60.3	59.1	66.5	67.3	65.4