无卤阻燃抗静电聚酰胺66复合材料的制备及性能

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2025.11.008

中国塑料 ›› 2025, Vol. 39 ›› Issue (11): 47-52.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.11.008

无卤阻燃抗静电聚酰胺66复合材料的制备及性能

杨森¹^,²()

^1.重庆科聚孚新材料有限责任公司，重庆 401332
^2.中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆 400039

收稿日期:2024-12-06 出版日期:2025-11-26 发布日期:2025-11-21
作者简介:杨森（1991-），男，工程师，主要从事高分子材料的高性能化和功能化研究，yangsen_cq@163.com
基金资助:
天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项项目(2024?TD?ZD021?02)

Preparation and properties of halogen⁃free flame⁃retardant and antistatic polyamide 66 composites

YANG Sen¹^,²()

^1.Chongqing Copolyforce New Materials Co，Ltd，Chongqing 401332，China
^2.Chongqing Research Institute Co，Ltd of China Coal Technology & Engineering Group Corporation，Chongqing 400039，China

Received:2024-12-06 Online:2025-11-26 Published:2025-11-21

摘要/Abstract

摘要：

采用熔融共混法制备了玻纤和碳纤协同增强的抗静电聚酰胺66（PA66）复合材料，进一步将二乙基次膦酸铝（ADP）和三聚氰胺聚磷酸盐（MPP）阻燃剂引入抗静电PA66复合材料中，制备了无卤阻燃抗静电PA66复合材料，对其力学性能、电学性能和阻燃性能进行了表征。结果表明，随着碳纤含量增加，复合材料拉伸强度、弯曲强度和模量、冲击强度增加，其中10 %（质量分数，下同）碳纤和20 %玻纤增强复合材料具备良好的经济性和抗静电性能；MPP起到协效阻燃作用，大幅降低ADP添加量，13 %的ADP和2 %的MPP制备的复合材料3.2、1.6、0.8 mm样品阻燃达到V⁃0级，极限氧指数为34 %。

关键词: 聚酰胺66, 玻璃纤维, 碳纤维, 抗静电, 无卤阻燃

Abstract:

Glass fiber⁃ and carbon fiber⁃reinforced antistatic polyamide 66 （PA66） composites were prepared via melt blending. Halogen⁃free flame⁃retardant antistatic PA66 composites were subsequently fabricated by incorporating aluminum diethylphosphinate （ADP） and melamine polyphosphate （MPP） into the antistatic matrix. The mechanical， electrical， and flame⁃retardant properties of the composites were systematically characterized. Results indicated that the tensile strength， flexural strength， flexural modulus， and impact strength increased with higher carbon fiber content. A composite containing 10 wt% carbon fiber and 20 wt% glass fiber exhibited favorable economic efficiency and antistatic performance. MPP was found to synergize with ADP， substantially reducing the required ADP content. With the addition of 13 wt% ADP and 2 wt% MPP， the flame⁃retardant composites achieved a UL⁃94 V⁃0 rating at thicknesses of 3.2 mm， 1.6 mm， and 0.8 mm， along with a limiting oxygen index of 34 %.

Key words: polyamide 66, glass fiber, carbon fiber, antistatic, halogen free flame retardant

中图分类号:

TQ323.6

杨森. 无卤阻燃抗静电聚酰胺66复合材料的制备及性能[J]. 中国塑料, 2025, 39(11): 47-52.

YANG Sen. Preparation and properties of halogen⁃free flame⁃retardant and antistatic polyamide 66 composites[J]. China Plastics, 2025, 39(11): 47-52.

图/表 9

图1 不同碳纤维含量的复合材料表面电阻

Fig.1 Surface resistivity of composites with different carbon fiber contents

图2 不同碳纤维含量的复合材料拉伸性能

Fig.2 Tensile properties of composites with different carbon fiber contents

图3 不同碳纤维含量的复合材料弯曲性能

Fig.3 Flexural properties of composites with different carbon fiber contents

图4 不同碳纤维含量的复合材料冲击强度

Fig.4 Impact strength of composites with different carbon fiber contents

样品	组分	表面电阻 /Ω	燃烧等级			滴落
样品	组分	表面电阻 /Ω	3.2 mm	1.6 mm	0.8 mm	滴落
FR⁃0	GF/CF+PA66	2.2×10⁹	NR	NR	NR	是
FR⁃1	GF/CF+PA66+13%ADP	6.5×10⁹	NR	NR	NR	否
FR⁃2	GF/CF+PA66+17%ADP	4.1×10⁹	NR	NR	NR	否
FR⁃3	GF/CF+PA66+21%ADP	9.8×10⁹	NR	NR	NR	否
FR⁃4	GF/CF+PA66+25%ADP	1.2×10¹⁰	V⁃0	V⁃1	V⁃1	否
FR⁃5	GF/CF+PA66+13%ADP+1%MPP	5.9×10⁹	V⁃0	V⁃1	NR	否
FR⁃6	GF/CF+PA66+13%ADP+2%MPP	7.6×10⁹	V⁃0	V⁃0	V⁃0	否

表1 不同组分复合材料的电学和阻燃性能

Tab.1 Electrical and flame retardancy of composites with different components

图5 不同组分复合材料的极限氧指数

Fig.5 LOI of composites with different components

图6 不同组分复合材料的TG和DTG曲线

Fig.6 TG and DTG curves of composites with different components

样品	氮气气氛			空气气氛
样品	初始分解温度/℃	最大分解温度/℃	600℃残炭率/%	初始分解温度/℃	最大分解温度/℃	600℃残炭率/%
FR⁃0	391.6	433.3	30.5	398.7	455.1	29.9
FR⁃4	386.2	462.9	40.4	394.3	424.0	50.4
FR⁃6	379.4	414.3	31.9	378.5	426.2	37.8

表2 不同组分复合材料TG数据

Tab.2 TG data of composites with different components

样品	拉伸强度/MPa	弯曲强度/MPa	弯曲模量/GPa	无缺口冲击强度/kJ·m^-2	缺口冲击强度/kJ·m^-2	表面电阻/Ω
FR⁃0	176.9	221.2	9.2	49.3	10.7	2.2×10⁹
FR⁃4	145.6	193.7	13.5	31.1	9.2	1.2×10¹⁰
FR⁃6	152.4	206.4	10.1	41.6	10.4	7.6×10⁹

表3 不同组分复合材料力学和电学性能

Tab.3 Mechanical and electrical properties of composites with different components

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无卤阻燃抗静电聚酰胺66复合材料的制备及性能

Preparation and properties of halogen⁃free flame⁃retardant and antistatic polyamide 66 composites

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