高性能无卤阻燃PBT产品制备技巧
PBT是最坚韧的工程热塑材料之一,它是半结晶材料,有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘特性和热稳定性,广泛应用于电子电气等领域。
有卤PBT采用卤素系防火剂,在受热时会有卤化物释放出,因此被认为是不环保和有毒性的。无卤PBT采用非卤素系的防火剂,一般有磷系、氮系等,受热不会释放卤化物,属于环境及人体友好型的。
如何得到稳定的高性能无卤阻燃PBT产品,专家们总结出了四条经验:
1.原材料的前处理
原料(树脂、玻纤)需要预先干燥,控制水分含量越低越好。在高温情况下,过多的水分会导致PBT树脂降解,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。
(PP阻燃剂)
在注重PBT水分的同时,也要关注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,都是生产高品质无卤阻燃PBT产品的关键。
此外,不论是挤出机还是注塑机,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,从而避免长期停留导致的降解。
2.螺杆组合的设置
加工过程中,如果螺杆的剪切设置很强,对于无卤阻燃PBT体系而言,生产时剪切热很高,易出现加热与剪切产生的热叠加效应,导致螺杆内部局部过热,造成阻燃剂分解,因此要选择剪切弱一些的螺块组合。
一般而言,考虑到物料的基本的塑化与混合,双螺杆的熔融段和混合段剪切单元的个数和强度可按常规设置,但在加玻纤处的均化段,在保留反向混炼单元基础上,螺块尽量弱化剪切单元,即减少剪切块个数或尽量少使用90度剪切块。
(PP无卤阻燃剂)
3.主机转速的影响
对于无卤阻燃PBT而言,即便是相同的设备组合和温度条件,相同配方的产品性能也会随不同的主机转速有一定的影响。
有关试验表明,在设定的阻燃剂和工艺、设备条件下,相对低的转速得到的颗粒性能要略优于相对高的转速。这主要可能是由于不同转速下,PBT体系的剪切热效应不同,导致体系中热降解成分更少所导致的。
不过,由于阻燃剂体系的耐温特性不同,以及螺杆组合和工艺的不同,所以上述影响有可能相反,但对于在无卤PBT开发和生产时必须认真考察主机转速对性能的影响。
4.阻燃剂的添加方式
对于无卤阻燃剂不同的添加方式,生产产品的工艺难易程度不同。相对而言,采用传统的与树脂预混合,而后主喂料加入的方式,对加工工艺要求控制难度更高。而采用两段侧喂料(一段加短玻纤,一段加阻燃剂)的添加方式,由于阻燃剂在螺杆中的停留时间更短,且加短玻纤的剪切单元往往相对比较弱,这些都有利于无卤阻燃剂的热稳定,相对而言工艺的控制难度要低。
(PP阻燃母粒)
因此,在有条件的前提下,尽量采用侧喂料的模式来添加无卤阻燃剂,对稳定生产无卤阻燃PBT产品而言是很好的选择。
随着人们对无卤阻燃PBT产品的开发和生产的深入了解,会不断有新的注意点和问题出现,特别是随着新型无卤阻燃剂的推出,技术人员应该根据产品体系和所用阻燃剂的特点,针对性调整配方和工艺,得到稳定的高性能无卤阻燃PBT产品。
KF-400A是一款以氮、磷为阻燃元素的无卤环保阻燃剂,专门为玻纤增强PA6、PBT而设计。以成炭、气相阻燃机理发挥阻燃效果。
外 观 | 白色粉末 | 磷 含 量 % | ~24 | 氮 含 量 % | ~22 |
密 度 g/cm3 | ~1.2 | 平均粒径 μm | ~5 | 含 水 量 % | ≤0.3 |
树脂品种 | PA6 | PBT |
玻璃纤维 | 30 | 30 |
KF-400A添加量 % | 18 | 16 |
阻燃效果 UL94 | V-0(1.5mm) | V-0(1.5mm) |
25kg/包;按一般化学品运输,储存于干燥阴凉处,避免阳光直晒。
(1)KF-400A在氮气中的分解温度为280℃,因此,双螺杆的加工温度要尽量低一些,避免造成阻燃剂的分解。
(2)KF-400A在使用的过程中,如果发生停机的过程,务必要将机台内残留的物料清理干净,用纯树脂进行清理。
备注:75机螺杆组合剪切比较强,且长径比高,可以根据具体加工情况调整螺杆组合。
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