Сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола (АБС) обладает превосходными электрическими свойствами, морозостойкостью, маслостойкостью, химической стабильностью и ударопрочностью и широко используется в области электромеханики, бытовой техники и транспорта.Однако кислородный индекс ABS составляет всего 18%, и он может продолжать гореть после пожара, что ограничивает его продукцию во многих областях применения.Чтобы достичь огнестойкости ABS по UL94 V-0, количество добавляемого антипирена обычно велико.Механические свойства материала снижаются, а стоимость увеличивается.
Сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола (АБС) обладает превосходными электрическими свойствами, морозостойкостью, маслостойкостью, химической стабильностью и ударопрочностью и широко используется в области электромеханики, бытовой техники и транспорта.Однако кислородный индекс ABS составляет всего 18%, и он может продолжать гореть после пожара, что ограничивает его продукцию во многих областях применения.Для достижения огнестойкости ABS в соответствии с UL94 V-0 количество добавляемого антипирена обычно велико.Механические свойства материала снижаются, а стоимость увеличивается.
Политетрафторэтилен (ПТФЭ) обладает хорошим противокапельным эффектом и широко используется в огнестойких материалах ПК/АБС и других материалах, но имеется мало отчетов об исследованиях ПТФЭ в огнестойком АБС-пластике.Распространенный в отрасли огнезащитный АБС-пластик, при внедрении ПТФЭ обсуждалось влияние ПТФЭ на характеристики огнестойкого АБС-пластика.
1. Экспериментальная часть
1.1.Основное сырье
АБС-пластик, бромтриазин, триоксид сурьмы, ПТФЭ, антиоксиданты, смазочные материалы и т. д.
1.2.Основное оборудование
Двухшнековый экструдер: тип ШЖ-35;литьевая машина: тип Т80;электронная универсальная испытательная машина с компьютерным управлением: тип CM6104;прибор для измерения температуры термодеформаций: 303;термогравиметрический (ТГ) анализатор: тип 209С.Маятниковый ударный тестер: Модель ZBC-25B;Прибор скорости течения расплава (MFR): MPXRZ-40A;Тестер горизонтального и вертикального горения: Модель HVR-2.
1.3.Базовые приготовления
Высушите АБС-пластик при температуре 80 ℃ в течение 3–5 часов, затем равномерно смешайте АБС-пластик, бромированный триазин, триоксид сурьмы, ПТФЭ и другие добавки, расплавьте и смешайте через двухшнековый экструдер для экструзии и грануляции.Температура экструзии 215-225℃, скорость шнека 360 об/мин;затем его продувают и сушат при температуре 80℃ в течение 2 часов, затем впрыскивают в стандартный образец, температура впрыска составляет 200～210℃.
1.4.Тест производительности
Характеристики сгорания: проверено согласно UL94;прочность на растяжение: протестировано в соответствии с GB/T 1040-1992;прочность на изгиб: испытано согласно GB/T 9341-2000;ударная вязкость консольного выреза: испытано в соответствии с GB/T 1843-1996;MFR: согласно тесту GB/T 3682-==2000, температура 220 ℃, нагрузка 220 кг;температура теплового искажения: испытание согласно GB/T 16341-2004;ТГ-анализ: скорость нагрева 10°C/мин.Диапазон температур составляет 30 ~ 700 ℃ в атмосфере азота.
2. Результаты и обсуждение.
2.1.Образец без антипирена полностью сгорает после первого возгорания, и огнезащитный эффект оказывается плохим.Когда добавляется определенное количество бромированного триазина и триоксида сурьмы, огнезащитный эффект, очевидно, улучшается, и уровень огнезащиты достигает уровня UL94V-2, но время горения увеличивается, а огнезащитный эффект по-прежнему отсутствует. идеал.Добавление ПТФЭ значительно сокращает время горения материала.При добавлении 0,2% ПТФЭ уровень огнестойкости материала увеличивается с V-2 до V-0.Это связано с тем, что ПТФЭ имеет высокую температуру плавления (323°C) и не плавится при температуре обработки материала, но его легко фибриллировать с образованием волокнистой сети под действием сдвиговой силы смешивания, что уменьшает распространение пламени.
2.2.После добавления антипирена ударная вязкость материала с надрезом резко падает, а остальные механические свойства изменяются мало.Напротив, когда антипирены и ПТФЭ добавляются одновременно, ударная вязкость материала немного улучшается по сравнению с использованием только антипиренов, а по мере увеличения количества ПТФЭ также увеличивается ударная вязкость материала с надрезом. Это может быть структура волоконной сетки, образованная ПТФЭ в материале, в определенной степени играющая армирующую роль.
2.3.По мере увеличения количества ПТФЭ ПТР материала постепенно снижается.Когда количество добавленного ПТФЭ составляет 0,3%, MFR огнестойкого АБС-пластика снижается с 23,1 г/10 мин до 14,5 г/10 мин, что указывает на влияние ПТФЭ на текучесть материала.Более крупный из них обусловлен главным образом наличием волокнообразующего материала ПТФЭ, который препятствует потоку молекул АБС.Из-за особой структуры, образуемой ПТФЭ во время обработки, полосы материала на выходе из полосы материала кажутся набухшими, что приводит к утолщению полос материала и замедлению гранулирования.Экструзия материалов без ПТФЭ более нормальна.
2.4.ТГ и ДТГ анализ материалов
В процессе термической потери массы чистого АБС имеется только один пик термической потери массы, а в процессе термической потери огнестойкого АБС появляются два пика термической потери массы.Первый пик обусловлен разложением антипирена, а второй пик — разложением АБС.С добавлением ПТФЭ пиковая температура термической потери веса (427°C) АБС на 1,8°С выше, чем у чистого АБС (428,8°С), но пиковая дифференциальная скорость термической потери веса (коэффициент массовой теплопотери) ( 11,7%/мин) составляет только пиковую дифференциальную скорость термической потери веса чистого АБС (18,8%/мин) составляет 62,2%, что на 7,9% ниже, чем пиковая дифференциальная скорость термической потери массы (12,7%/мин) образца 28 без Добавлен ПТФЭ.Добавление ПТФЭ может улучшить огнезащитные характеристики материала.
Бромотриазин и триоксид сурьмы являются типичными галоген-сурьмяными антипиренами, которые не только изменяют реакцию огнезащитной фазы в газовой фазе, но и изменяют реакцию термического разложения конденсированной фазы.Остаточная доля углерода в чистом АБС при 700 ℃ составляет 1,2%, добавляется огнестойкий АБС с бромированным триазином и триоксидом сурьмы.Остаточный уровень углерода при 700 ℃ составляет 3,5%.Формирование углеродного слоя также способствует повышению стойкости материала.Воспламеняемость.В то же время уровень остаточного углерода при 700°C с добавлением ПТФЭ составил 3,6%, что указывает на то, что ПТФЭ не способствует образованию углерода.Добавление ПТФЭ может способствовать более плотной структуре углеродного слоя и лучшей изоляции и кислородному барьеру, поэтому при использовании с антипиреном на основе галогена и сурьмы огнезащитный эффект будет более превосходным.
3. Заключение
3.1.Добавление ПТФЭ может еще больше снизить пиковую скорость термической потери веса огнестойкого АБС-пластика, значительно сократить время горения материала и улучшить огнезащитный класс материала.
3.2.Добавление ПТФЭ мало влияет на механические свойства огнестойкого АБС-пластика и в определенной степени улучшает ударную вязкость материала.
3.3.ПТФЭ оказывает значительное влияние на производительность обработки огнестойких материалов АБС, поэтому дозировку следует регулировать в соответствии с потребностями во время использования.
Время публикации: 11 июня 2020 г.