用于玻纤增强聚酯PBT的阻燃剂

适合的添加剂
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EPFR-300A挤出加工
双螺杆挤出机
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EPFR-300A挤出加工（PBT） 螺杆组合和温度设定
真空口
玻纤入口 均化段 混合段 熔体输送段
PBT+EPFR-300A 熔融段
计量段
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EPFR-300A挤出加工 不同加工条件下产品性能差异
EPFR-300A 用于PBT 弯曲性能
10000 8000
9000 8200 7500
未加阻燃剂 DBDPO 有机次膦酸盐 EPFR-300A
7500
5000 190
2500
175 135
150
0
弯曲模量 [MPa]
弯曲强度 [MPa]
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EPFR-300A用于PBT 冲击强度
未加阻燃剂 150 110 80 90 90 DBDPO 有机次膦酸盐 EPFR-300A
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EPFR-300A
用于玻纤增强聚酯PBT的阻燃剂
产品形态：
白色粉末
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内 容
前言 阻燃机理 物理性质 阻燃性能 电性能 力学性能 挤出加工 注塑成型 常见问题
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前 言
聚酯PBT 常规阻燃剂 新产品（EPFR-300A） 阻燃剂添加量
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注塑成型
标准
• • • • 注塑温度： 220/225/230°C 模 温： 60°C
注射速度：从低速到中速 背 压： 350 kPa
复杂模具
注塑温度：230/235/240°C 模 温： 70°C
注射速度：从中速到高速 背 压：350 kPa
预先干燥要求 ：120-140°C，4-6 h
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磷无卤阻燃剂应用中常见问题（2）
EPFR-300A为什么适用于玻纤增强PBT，而不适用于玻纤增强PET？ EPFR-300A在氮气中的起始分解温度为280℃，则在实际的加工过程中，其热 分解温度还要低一些。玻纤增强PBT的加工温度可控制在235℃以下；而玻纤增强 PET的加工温度在250℃以上。EPFR-300A的分解温度以及PBT、PET的加工温度决 定了EPFR-300A更加适用于玻纤增强PBT。 EPFR-300A应用于玻纤增强PBT中，对助剂有何要求？ EPFR-300A阻燃玻纤增强PBT这种高填充体系，在加工过程中剪切很剧烈，剪 切热很高，再加上EPFR-300A的起始分解温度比较低，因此选择合适的助剂体系极 为重要。流动性好增韧效果优异的增韧剂或相容剂、好的分散剂、合适的润滑剂、 优异的热稳定剂以及其它改善表面的助剂，都是我们努力寻找的目标。 PBT和玻纤的筛选也极为重要。
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常规阻燃剂性能优劣
卤系阻燃剂 / Sb2O3
高耐热性 高效的阻燃性能 优异的机械性能 优异的电性能
有机次膦酸盐
低的聚合物密度 优异的机械性能 优异的电性能 好的颜色稳定性 无卤 昂贵
高的聚合物密度 低的熔体流动性 含卤
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新产品
EPFR-300A 产品优点
无卤 高效的阻燃性能( UL 94 V-0 at 0.8mm) 合理的价格
样条 : 3.2/1.6/0.8 mm
试样燃烧行为 试样数 每个试样点燃次数 每个试样每次点燃后单个试样最长有焰燃 烧时间/s 第二次点燃后单个试样最长无焰燃烧时间/s 5个试样10次点燃后有焰燃烧总时间/s 有无引燃熔滴和熔滴是否引燃脱脂棉 是否燃烧到夹具 V-0 5 2 V-1 5 2 V-2 5 2
PBT-30%GF
22%
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阻燃性能 : IEC 60695 灼热丝测试
样片 灼热丝 滑板
GWFI
要求在的测试的温度水平下，火焰不超过30s
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阻燃性能 : GWFI
聚酯
添加量 18%
标准
测试结果 / 级别（样条厚度） 850℃ （3.0mm） 850 ℃ （3.0mm）
EPFR -300A 52 30 18 V-0
70 30 N.C.
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EPFR-300A 用于PBT 拉伸性能
150
135 110 110
未加阻燃剂 DBDPO 有机次膦酸盐 EPFR-300A
100
100
50
2.8
3.0 2.0 2.0
0
拉伸强度[N/mm²]
断裂伸长率[%]
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磷无卤阻燃剂应用中常见问题（3）
经常看到有人直接用打火机测试挤出的样条来判断材料的阻燃性，其存在一定 的合理性，也存在一定的局限性，为什么？ 直接用打火机对制品进行阻燃测试，对于卤素体系，比较容易判断，因为 其体系的机制决定了产品的密实程度对于阻燃效果影响不大，同样氢氧化物体 系也是这样；但是对于氮磷系成炭阻燃，由于依靠成炭机制，产度有限，内部可能存在一些气 孔，对于成炭有副作用，而经过注塑后的制品其密实度大大加强，成炭效果也 更加的迅速。 水分对阻燃玻纤增强PBT的加工，有何影响？ 在高温情况下，过多的水分会导致PBT 、 PA 、PC等树脂的降解，从而导 致产品综合性能降低。因此，PBT在加工前需要抽湿干燥。 在注重PBT水分的同时，更要关注阻燃剂、玻璃纤维以及其它助剂的水分。 同时，加工中保持好的真空度，及时抽出可能存在的微量的水分，都是生产高 品质玻纤阻燃PBT产品的关键。
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综合性能对比
机械性能
100
颜色稳定性
50
CTI
EPFR-300A
0
有机次膦酸盐 卤系阻燃剂
阻燃性能
密度
价格
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结 论
EPFR-300A 用于聚酯PBT
10
100 粒径 (microns)
1000
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EPFR-300A 热重分析
TG % 100 1% 失重 302.5 95 279.6 90 20.98%失重 DTG %
85
80
75 332.4 100 200 300 13 400 500
70
温度[℃]
600
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EPFR-300A 吸水性
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磷无卤阻燃剂应用中常见问题（1）
EPFR-300A用于玻纤增强PBT，其加工过程中有何注意事项？ （1）EPFR-300A在氮气中的热分解温度为280℃，因此，双螺杆的加工温度要尽 量低一些（PBT的熔点为225℃），避免造成阻燃剂分解。在加工过程中，螺杆 的剪切热很高（30%玻璃纤维+22%EPFR-300A)，易出现加热与剪切产生的热叠 加效应（参看前面的螺杆组合，熔融段和混合段的剪切混合产生的热量最多可 超过设置温度20～30℃，而均化段的剪切混合由于玻纤的加入，导致其内部产 生的热量较多，可能会超过设置温度30～50℃），导致螺杆内部局部过热而造 成阻燃剂分解，因此要选择剪切弱一些的螺块组合。 （2）原料（树脂、阻燃剂、玻纤及助剂）需要预先干燥，控制水分含量越低越 好。不论是挤出机还是注射机，用前一定要清洗干净，并保证阻燃剂在料筒里 面的停留时间不要过长。 （3）建立合理的机头压力，才能够保证条子的顺利挤出。如果机头压力不够， 容易造成断条等现象。建压的过程可以通过适当调低机头温度、增加长纤股 数、减低螺杆转速和增加喂料量来实现。这些改动必须在符合主机电流等条件 下进行。
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物理性能
EPFR-300A基本数据 SEM照片 粒径分布 热稳定性 吸水性
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EPFR-300A基本数据
密度 堆积密度 水溶性 平均粒径 分解温度（N2）
1.2g/ml 0.5g/ml <0.1% ~10μm >280°C
毒 性 环境危害性 磷含量 氮含量 水分含量
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EPFR-300A （聚酯）挤出加工 适当的添加剂
改善流动性的脱模蜡 成核剂 功能型添加剂 稳定剂
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EPFR-300A (聚酯PBT)挤出加工要点
原料预先干燥 (< 0.5% 湿度) 熔融温度低于 240 ℃ 加热块温度设定范围:聚酯PBT约 210 - 240 ℃ 选择尽可能温和的加工条件
PBT-30%GF 22%
GWFI IEC 60695-2-12
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电性能(CTI)
CTI （阻燃玻纤增强PBT）
800 CTI [V] 600 550 600 600
400 250 200
0
未加阻燃剂
DBDPO
有机次膦酸盐
EPFR-300A
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EPFR-300A用于PBT 力学性能
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聚酯PBT中阻燃剂的添加量
DBDPE
V-0 V-0
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EPFR-300A
18
有机次膦酸盐
V-0
20
Mg(OH)2
V-0
0 20
40
40 阻燃剂添加量[% by wt.]
(卤系阻燃剂包括 Sb2O3 )
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阻燃机理
卤素阻燃主要依靠自由基终止与卤锑气相协同效应达到阻燃，其阻燃效率主要 依靠卤锑气相协同效应。 无卤阻燃剂EPFR-300A通过凝聚相和气相发挥作用。 凝聚相阻燃模式 （1）成炭作用模式：提高材料的成炭率，特别是对那些含氧高聚物。 （2）涂层阻燃模式：在材料表面覆盖多磷酸（即物理保护作用）和碳上可氧化 活性中心钝化。 （3）凝聚相抑制自由基作用模式：一些不挥发的磷阻燃剂在凝聚相具有抑制自 由基作用。 （4）基于填料表面效应的凝聚相作用模式：具有表面活性剂特征的磷化合物能 改善固体阻燃剂的分散，而这些能够提高阻燃效率，另外成炭率的提高有 时源于表面活性剂的催化作用。 气相阻燃模式 挥发性的磷化合物是有效的火焰抑制剂。高升华热带走热量，产生的惰性 气体隔绝或稀释氧气。
EPFR-300A 残余水分 [%] 0.08 0.06 0.04 0.02 0 0 5 10 15 20 25 室温下敞开放置[天数] 线性(EPFR-300A)
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EPFR-300A阻燃性能
UL 94 垂直燃烧测试 IEC 60695灼热丝测试
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阻燃性能 : UL 94垂直燃烧测试
简介
聚酯（PBT）典型特性 拉伸强度 53~55 MPa 弯曲强度 85~96 MPa 悬臂梁缺口冲击强度 49~59 J/M 热变形温度(0.46Mpa) 154 ℃ Tm 225 ℃
卤素阻燃的PBT很成熟，用于：电子、电器、继电器、线轴、插头和连接等。 无卤阻燃剂EPFR-300A已应用于部分PBT中，阻燃性能和其它性能可以满足实 际需求。
未检出 未检出 > 25 % < 10% < 0.5%
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EPFR-300A SEM照片
EPFR-300A 的SEM 照片
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EPFR-300A 粒径分布
% CHAN 4 0.8 3 0.6 2 1 0 1 测定方法: 激光衍射
12
% PASS
1.0
0.4 0.2
配方 拉伸性能 弯曲性能 冲击性能 聚合物密度
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EPFR-300A用于聚酯 PBT 配方
未加阻燃 剂 PBT 玻纤 EPFR-300A 有机次膦酸盐 DBDPO Sb2O3
UL94(1.6 mm) N.C.=无分类级别
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卤系 56 30 10 4
V-0
有机次膦 酸盐 50 30 20 -V-0
≦10 ≦30 ≦50
否 否
≦30 ≦60 ≦250
否 否
≦30 ≦60 ≦250
是 否
脱脂棉
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阻燃性能 : UL94 V0，LOI
聚酯
添加量 18%
标准 LOI UL94 LOI UL94
测试结果 / 级别（样条厚度） 30% （3.2mm） V-0 （1.6mm） 32% （3.2mm） V-0 （0.8mm）
配方 52 wt.-% PBT 30 wt.-% 玻纤 18 wt.-% EPFR-300A
弯曲模量 弯曲强度 拉伸强度 断裂伸长率 缺口冲击强度 UL 94 1.6 mm
10 kg/h 200 rpm 8300 MPa 150 MPa 110 N/mm2 3% 95 J/m V-0
18 kg/h 300 rpm 8100 MPa 145 MPa 105 N/mm2 3% 90 J/m V-0
100
50
0
缺口冲击强度(ISO 179) [J/m]
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EPFR-300A用于PBT 聚合物密度
未加阻燃剂 2 DBDPO 1.61 1.53 1.5 1.54 1.55 有机次膦酸盐 EPFR-300A
密度 [g/cm3]
1
0.5
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挤出加工
挤出加工 加工条件与螺杆设计