微膠囊化次磷酸鹽的制備及其阻燃玻纖增強(qiáng)尼龍6的研究.pdf

1、玻纖增強(qiáng)尼龍6(GFPA6)是一種具有優(yōu)良綜合性能的工程材料，但由于“燭芯效應(yīng)”導(dǎo)致材料比尼龍6(PA6)更易燃燒，且產(chǎn)生大量帶焰熔滴，限制了其在電子電氣、交通運輸、辦公自動化等領(lǐng)域的應(yīng)用。有機(jī)次膦酸鹽作為一種用于GFPA6高效無鹵阻燃劑，合成工藝路線復(fù)雜且成本較高。而低成本的次磷酸鹽與有機(jī)次膦酸鹽結(jié)構(gòu)相近，存在阻燃效率不夠理想、與PA6的相容性較差以及加工穩(wěn)定性不好等缺點。針對以上問題，采用微膠囊化技術(shù)制備了三種具有囊芯結(jié)構(gòu)的微膠囊化

2、次磷酸鹽，并將其應(yīng)用于阻燃GFPA6，主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　制備了三種囊芯為次磷酸鹽，囊壁為多元環(huán)氧化合物固化物的阻燃劑三環(huán)氧丙基異氰尿酸酯微膠囊化次磷酸鋁(T-AlHP)、三環(huán)氧丙基異氰尿酸酯微膠囊化次磷酸鋁(T-CaHP)及E-51雙酚A型環(huán)氧樹脂微膠囊化次磷酸鋁(E-AlHP)，采用FT-IR、TEM、XPS及TG對其結(jié)構(gòu)及熱穩(wěn)定性進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，三種產(chǎn)物形成了明顯的囊芯結(jié)構(gòu)，提高了其加工穩(wěn)定性，熱失重5％的溫

3、度均在300℃以上，滿足了GFPA6的加工要求。通過ATR-FTIR優(yōu)化了三種產(chǎn)物的制備工藝條件，得到了各自較佳的反應(yīng)配比。
　　將T-AlHP、T-CaHP及E-AlHP分別與三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)、三聚氰胺聚磷酸鹽(MPP)及乙二胺雙環(huán)四甲叉膦酸三聚氰胺鹽(EAPM)進(jìn)行復(fù)配，同時在體系中加入少量硅烷偶聯(lián)劑KH-560，通過垂直燃燒實驗、TG、力學(xué)性能測試及SEM考察了各復(fù)配體系阻燃玻纖(30wt％)增強(qiáng)PA6的阻燃性能、

4、熱降解性能、力學(xué)性能及相容性。結(jié)果表明，當(dāng)T-AlHP添加20wt％，KH-560添加1wt％時，材料阻燃性能最好，可達(dá)UL94V-0級(1.6mm)，同時拉伸強(qiáng)度為139.36MPa，相對純GFPA6提高了10.81％，但缺口沖擊強(qiáng)度下降至7.3kJ/m2。而添加20wt％T-CaHP，1wt％KH-560后，阻燃材料雖達(dá)不到UL94評級，但阻燃材料的缺口沖擊強(qiáng)度提高至10.84kJ/m2。
　　不論是在空氣和氮氣氛圍中，三種復(fù)

5、配體系的加入都降低了GFPA6的起始分解溫度，同時大大提高了殘余質(zhì)量，且三種復(fù)配體系中只有T-CaHP/MPP體系體現(xiàn)出一定的協(xié)同阻燃作用。斷面SEM分析結(jié)果表明，三種阻燃劑在加工過程均未出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象。
　　結(jié)合裂解氣相色譜-質(zhì)譜分析、炭層SEM分析以及炭層元素分析探討了微膠囊化次磷酸鹽阻燃GFPA6的阻燃機(jī)理。結(jié)果表明，單獨添加三種微膠囊化次磷酸鹽的阻燃材料的氣相裂解產(chǎn)物中均沒有出現(xiàn)含磷化合物，而殘余炭層中磷元素幾乎沒有損失，且