El copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) tiene excelentes propiedades eléctricas, resistencia al frío, resistencia al aceite, estabilidad química y propiedades de impacto, y se usa ampliamente en los campos de la electromecánica, los electrodomésticos y el transporte.Sin embargo, el índice de oxígeno del ABS es sólo del 18% y puede seguir ardiendo después del incendio, lo que limita sus productos en muchos campos de aplicación.Para lograr la clasificación de retardante de llama del ABS según UL94 V-0, la cantidad de retardante de llama agregada es generalmente grande.Las propiedades mecánicas del material se reducen y el coste es mayor.
El copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) tiene excelentes propiedades eléctricas, resistencia al frío, resistencia al aceite, estabilidad química y propiedades de impacto, y se usa ampliamente en los campos de la electromecánica, los electrodomésticos y el transporte.Sin embargo, el índice de oxígeno del ABS es sólo del 18% y puede seguir ardiendo después del incendio, lo que limita sus productos en muchos campos de aplicación.Para lograr la clasificación de retardante de llama del ABS según UL94 V-0, la cantidad de retardante de llama agregada es generalmente grande.Las propiedades mecánicas del material se reducen y el coste es mayor.
El politetrafluoroetileno (PTFE) tiene un buen efecto anticaída y se ha utilizado ampliamente en PC/ABS retardantes de llama y otros materiales, pero hay pocos informes de investigación sobre el PTFE en ABS retardantes de llama.El retardante de llama ABS común en la industria, al introducir el PTFE, discutió el efecto del PTFE en el rendimiento del ABS retardante de llama.
1. Parte experimental
1.1.Materias primas principales
ABS, triazina bromada, trióxido de antimonio, PTFE, antioxidantes, lubricantes, etc.
1.2.Equipo principal
Extrusora de doble tornillo: tipo SHJ-35;máquina de moldeo por inyección: tipo T80;máquina de ensayo universal electrónica controlada por ordenador: tipo CM6104;instrumento de medición de temperatura de deformación térmica: 303;Analizador termogravimétrico (TG): tipo 209C.Probador de impacto de péndulo: Modelo ZBC-25B;Instrumento de tasa de flujo de fusión (MFR): MPXRZ-40A;Probador de combustión horizontal y vertical: Modelo HVR-2.
1.3.preparación de la muestra
Seque el ABS a 80 ℃ durante 3 a 5 horas, luego mezcle ABS, triazina bromada, trióxido de antimonio, PTFE y otros aditivos de manera uniforme, derrita y mezcle a través de una extrusora de doble tornillo para extrusión y granulación.La temperatura de extrusión es de 215-225 ℃, la velocidad del tornillo es de 360 r/min;luego se sopla y se seca a 80 ℃ durante 2 horas, luego se inyecta en la muestra estándar, la temperatura de inyección es 200 ～ 210 ℃.
1.4.Prueba de rendimiento
Rendimiento de combustión: probado según UL94;rendimiento de tracción: probado según GB/T 1040-1992;resistencia a la flexión: probado según GB/T 9341-2000;resistencia al impacto de la muesca en voladizo: probado según GB/T 1843-1996;MFR: según prueba GB/T 3682-==2000, temperatura 220 ℃, carga 220 kg;temperatura de distorsión térmica: prueba según GB/T 16341-2004;Análisis TG: velocidad de calentamiento 10. C/min.El rango de temperatura es de 30 ~ 700 ℃, bajo atmósfera de nitrógeno.
2. Resultados y discusión
2.1.La muestra sin retardante de llama se quema completamente después del primer encendido y el efecto retardante de llama es deficiente.Cuando se agrega una cierta cantidad de retardante de llama de triazina bromada y trióxido de antimonio, el efecto retardante de llama obviamente mejora y el nivel de retardante de llama alcanza el nivel UL94V-2, pero el tiempo de combustión es más largo y el efecto retardante de llama aún no. ideal.La adición de PTFE acorta significativamente el tiempo de combustión del material.Cuando se agrega 0,2% de PTFE, el nivel de retardante de llama del material aumenta de V-2 a V-0.Esto se debe a que el PTFE tiene un alto punto de fusión (323 °C) y no se funde a la temperatura de procesamiento del material, pero es fácil de fibrilar para formar una red de fibras bajo la fuerza de corte de mezcla, lo que reduce la propagación de la llama.
2.2.Después de añadir el retardante de llama, la resistencia al impacto entallada del material cae bruscamente, mientras que otras propiedades mecánicas cambian poco.Por el contrario, cuando se añaden retardantes de llama y PTFE al mismo tiempo, la tenacidad del material mejora ligeramente en comparación con el uso de retardantes de llama solos y, a medida que aumenta la cantidad de PTFE, también aumenta la resistencia al impacto entallado del material. que puede ser La estructura de red de fibras formada por PTFE en el material juega un papel de refuerzo hasta cierto punto.
2.3.A medida que aumenta la cantidad de PTFE, la MFR del material disminuye gradualmente.Cuando la cantidad de PTFE agregada es del 0,3%, el MFR del ABS retardante de llama disminuye de 23,1 g/10 min a 14,5 g/10 min, lo que indica el efecto del PTFE en las propiedades de flujo del material.El mayor se debe principalmente a la existencia de un material formador de fibras de PTFE, que dificulta el flujo de las moléculas de ABS.Debido a la estructura especial formada por el PTFE durante el procesamiento, las tiras de material parecen hincharse a la salida de la tira de material, lo que da como resultado tiras de material más gruesas y una granulación más lenta.La extrusión de materiales sin PTFE es más normal.
2.4.Análisis TG y DTG de materiales.
Solo hay un pico de pérdida de peso térmica en el proceso de pérdida de peso térmica del ABS puro, y aparecen dos picos de pérdida de peso térmica en el proceso de pérdida de peso térmica del ABS retardante de llama.El primer pico es causado por la descomposición del retardante de llama y el segundo pico es causado por la descomposición del ABS.Con la adición de PTFE, la temperatura máxima de pérdida de peso térmica (427 °C) del ABS es 1,8 °C mayor que la del ABS puro (428,8 °C), pero la tasa de pérdida de peso térmica diferencial máxima (tasa de pérdida de calor en masa) ( 11,7%/min) es sólo La tasa de pérdida de peso térmica diferencial máxima del ABS puro (18,8%/min) es 62,2%, que es un 7,9% menor que la tasa de pérdida de peso térmica diferencial máxima (12,7%/min) de la muestra 28 sin Se añadió PTFE.La adición de PTFE puede mejorar el rendimiento retardante de llama del material.
La bromotriazina y el trióxido de antimonio son retardantes de llama de halógeno-antimonio típicos, que no solo cambian la reacción retardante de llama en fase gaseosa sino que también cambian la reacción de degradación térmica de la fase condensada.La tasa de carbono residual del ABS puro a 700 ℃ es del 1,2% y se agrega el ABS retardante de llama con triazina bromada y trióxido de antimonio.La tasa de carbono residual a 700 ℃ es del 3,5%.La formación de la capa de carbono también ayuda a aumentar la resistencia del material.Ignitabilidad.Al mismo tiempo, la tasa de carbono residual a 700°C con PTFE añadido fue del 3,6%, lo que indica que el PTFE no logró promover la formación de carbono.La adición de PTFE puede promover una estructura de capa de carbono más densa y mejores barreras de aislamiento y oxígeno, por lo que se utiliza con retardante de llama de halógeno-antimonio, el efecto retardante de llama es más excelente.
3. Conclusión
3.1.La adición de PTFE puede reducir aún más la tasa máxima de pérdida de peso térmica del ABS retardante de llama, reducir significativamente el tiempo de combustión del material y mejorar el grado de retardante de llama del material.
3.2.La adición de PTFE tiene poco efecto sobre las propiedades mecánicas del ABS retardante de llama y, hasta cierto punto, mejora la tenacidad del material.
3.3.El PTFE tiene un efecto significativo en el rendimiento del procesamiento de materiales ABS retardantes de llama y la dosis debe ajustarse según las necesidades durante el uso.
Hora de publicación: 11-jun-2020