阻燃PA66的配方设计

※树脂的选择
（1）树脂品种的选择 树脂要选择与改性目的性能最接近的品种，以节省加入助剂的使用量。 如耐磨改性，树脂需要首先考虑选择三大耐磨性树脂PA、POM、 UHMWPE；再如透明改性，树脂要首先考虑三大透明树脂PS、PMMA、 PC。 （2）树脂牌号的选择 同一种树脂的牌号不同，其性能差别也很大，应该选择与改性目的性能 最接近的牌号。如耐热改性PP，可在热变形温度100~140℃的PP牌号范 围内选择，我们要选择本身耐热140℃的PP牌号，具体如大韩油化的PP4012。 （3）树脂流动性的选择 配方中各种塑化材料的黏度要接近，以保证加工流动性。对于黏度相差 悬殊的材料，要加过渡料，以减小黏度梯数。如PA66增韧、阻燃配方中常 加入PA6作为过渡料，PA6增韧、阻燃配方中常加入HDPE作为过渡料。
※助剂的选择
虽然PA66本身有阻燃性，但仍需要加入阻燃剂。
一、助燃剂的选择原则，助燃剂的选择主要从阻燃效率、产品性能、毒性等 方面考虑： ①阻燃效果好、用量少； ②与尼龙的相容性较好； ③分解温度高，在PA加工温度下不分解； ④耐久性优良，无明显的表面迁移； ⑤对材料的力学性能的影响较小，大多数阻燃剂均会降低材料的性能； ⑥产品电性能影响小，有些阻燃剂对产品电性能有很大影响，从而限制了在 电子电器领域应用； ⑦对设备的腐蚀尽可能小，一般来讲卤素阻燃剂分解产生HX,对设备有一定的 腐蚀； ⑧无毒、无臭、无污染； ⑨价格便宜，阻燃剂价格与用量是材料生产成本的主要因素。
次数
试验
燃烧等级
1
A-X
2
A-Y
3
B-X
4
B-Y
5
C-X
6Байду номын сангаас
C-Y
※助剂的选择
二、阻燃剂分为主阻燃剂和辅阻燃剂。主阻燃剂一般是阻燃效果好的，发挥 主阻燃作用的阻燃剂，而辅阻燃剂则是效果不十分理想的，不能单独使用的， 配合使用时效果明显的阻燃剂，辅阻燃剂起到消烟，防滴落等作用。 1、主阻燃剂有卤素、磷系、氮系、无机氢氧化物等，一般主阻燃剂加入量较 大。 2、辅阻燃剂为效剂如Sb2O3、硼酸锌等，另一类为消烟剂如ZnO、ZnS、Fe2O3 等。在实际应用过程中还应注意两大问题。 ①阻燃剂协同效应的应用，在一个配方中，有时需要使用几种阻燃剂，在选 择阻燃剂搭配组合时，必须了解哪些阻燃剂组合时有相互补充的作用，哪些 阻燃剂是相互抵消的。 下面介绍PA常用的几种组合。
※助剂的选择
a.卤系与锑系，Sb2O3单独使用时并没有阻燃效果，但与卤系阻燃剂配合使用时有明显 效果，这是因为在燃烧是分解的卤素与Sb2O3发生了反应，生存了SbX3及SbOX3,而SbX3 密度大，具有明显的隔氧效果，且SbX3具有捕捉自由基的作用，增加了卤系气相阻燃 效果，卤系与锑系的配比一般为3:1. b.卤系和磷系，在卤磷复合体系中，卤系阻燃剂主要产生气相阻燃效果，磷系阻燃剂 在燃烧时会形成偏磷酸盐产生固相阻燃效果，两者形成完整的气-固相阻燃体系。同时， 卤、磷之间反应还可生产PX3、PX2气体，这类气体密度较HX大，不易扩散，包围在火 焰表面，起到隔氧作用，卤素与磷系的配比一般为3：2。 c.磷系与氮系，氮系阻燃剂可促进磷系化合物的碳化，即成碳作用。碳层覆盖被燃物 表面起到隔氧作用，从而提高了阻燃效果。 d.磷系与锑系，其协同机理基本与卤/锑体相似。 e.红磷、金属氧化物，聚磷酸酯酰胺等之间也有协同效应。 f.Sb2O3/硼酸锌配合产生协同作用，硼酸锌起到防滴落作用，硼酸锌的加入，可减少 Sb2O3的用量。 g.红磷与炭黑有协同作用，添加炭黑时，红磷的用量可减少。
阻燃PA66的配方设计
高材1301班 张凤亮 130140007
尼龙（PA）是通用工程塑料中产量最大用 途最广、品种最多、 性能优良的基础树脂。其 中以PA66的产量与消耗量最大，约占PA总量的 50%左右。PA66具有优良的力学性能，大量应 用于汽车、电子、化工、机械等领域 。而在很 多情况下， PA66 所处的是高温环境，因此防止 PA66的燃烧成了重中之重的目标。
成份
质量百分比
成份说明
尼龙6 玻璃纤维
50-70%
主料
20-30%
增强剂
十溴联苯醚（DBDPO) 三氧化二锑
10-15%
阻燃剂
2-10%
阻燃剂
黑色色母
0-2%
色粉
复配抗氧剂
0-1%
抗滴落剂
0-1%
※配方的设计方法
现用正交试验法探究改性材料阻燃PA66阻燃效果：
一、阻燃剂的用量以及协效组合若选用单一阻燃剂，红磷、溴系阻燃剂的阻 燃效果较好，当红磷用量为5%～7%，溴系阻燃剂用量为15%～17%时，尼龙 的垂直燃烧可达到V-0级；氮系阻燃剂在用量较大时也只能使尼龙垂直燃烧等 级达到V-2级。若三种阻燃剂相互复合使用，其用量减少，效果较为显著具体， 见下表： 复合阻燃体系的阻燃效果 阻燃体系 氧指数 15%氮+5%磷 27.9 12%溴+3%磷 29.0 10%氮+8%溴 29.5
（用A表示） （用B表示） （用C表示）
※配方的设计方法
二、原料中水分的影响因尼龙分子结构中都含有极性强的酰胺（-CONH-）基 团，在空气中暴露，易与空气中的水分子结合形成氢键，吸水性较大，这使 得尼龙在高温熔融状态下极易发生水解反应，降低其分子量，并进而降低其 力学性能，因此，在加工使用前必须对尼龙原料进行充分的干燥。干燥条件 为： 鼓风干燥温度 100℃~110℃ 时间为6~8h （用X表示） 真空干燥温度 85±5℃ 时间为6~8h （用Y表示） 做正交实验，根据结果选出最佳配方，图表如下：
※助剂的选择
三、阻燃配方设计的原则与要求，PA阻燃体系的组成与阻燃效果、力学性能有密切关 系，PA阻燃剂体系应包括基料、主辅阻燃剂、助剂等组分，对于不同的PA，不同用途 其组成是不一样的，因此，在设计配方时，应根据PA的性质如熔点、结构、用途、性 能要求调配，一般原则如下： ①根据PA的熔点来选择阻燃剂品种。 ②根据阻燃PA的用途选择阻燃剂品种。 ③根据阻燃PA性能要求选择相关助剂如增韧剂、润滑剂等。 ④在制造玻璃纤维增强阻燃PA时，只能选择卤磷系阻燃剂，氮系阻燃剂不能单独用于 玻璃纤维增强阻燃体系。同时，阻燃剂分散剂显得十分重要。 ⑤在制造白色等浅色阻燃PA时，对阻燃剂的白度、纯度有很高要求，阻燃剂的杂质， 特别是具有氧化作用的金属杂质，在高温下发生氧化反应会加深阻燃体系的色度。 ⑥在阻燃尼龙配方中，还应注意添加一定的分散剂，不同阻燃体系使用的分散剂亦不 同，其加入量也不一样。 此外，还需要其他助剂，更多助剂详见下表：
※助剂的选择
②.阻燃剂间的对抗作用，很多阻燃剂组合能产生协同效应，提高其阻燃效果。 但有些阻燃剂相互配合时会相互抵消阻燃作用。使用时应特别注意。 a.卤系化合物不宜同有机硅混合使用，两者混合使用，使阻燃体系的氧指数 降低； b.溴系阻燃剂不宜与硬脂酸锌配合使用，否则会降低溴系阻燃效果。 c.红磷与有机硅不宜混合使用。 d.溴系阻燃剂体系中，不宜添加CaCO3和MgCO3,否则会降低其阻燃效果。