高性能耐冷热循环PBT材料的制备及性能研究

通过熔融共混法制备了溴化环氧与三氧化二锑复配的电机定子用阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)工程塑料,分别研究了不同溴系阻燃剂、三氧化二锑的用量对PBT工程塑料力学性能、阻燃性能的影响,以及增韧剂用量对其冷热循环性能的影响。结果表明:溴化环氧添加质量份数为12份,三氧化二锑添加质量份数为4份时,材料的力学性能与阻燃性能达到最佳,当PBT材料中增韧剂添加质量份数为5.5份时,材料的缺口冲击性能有明显的提高,可通过-40~120℃冷热循环测试。制得的阻燃PBT工程塑料具有较好的综合力学性能,拉伸、弯曲强度分别为150 MPa、210 MPa,缺口冲击强度为17 kJ/m^(2),其阻燃等级达UL 94 V-0级(0.8 mm),经济性好。

防爆电容器盖板用阻燃增强PBT复合材料的研制

采用自制的阻燃协效剂制备了本色及黑色阻燃增强聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)材料。该材料具有较高的阻燃等级,较高的力学性能,其相对漏电起痕指数(CTI)达到300 V,灼热丝起燃温度(GWIT)达到800℃,同时该材料具有优异的耐热性能,可广泛应用于断路器外壳及电容器领域。

低磨耗高性能玻璃纤维增强PA66复合材料的制备及性能研究

采用直径为11μm的玻璃纤维(GF)ERS200-11-T635B增强改性聚酰胺66(PA66),GF质量分数为25%,将二硫化钼HY-WR10和有机氟化合物HY-OF05进行复配,构建高效耐磨体系,使用偶联剂KH550和KH560进行表面处理后,通过熔融共混法制备低磨耗高性能GF增强PA66复合材料。对复合材料的力学性能、热变形温度、摩擦因数和磨损质量进行测试,对比分析GF直径、耐磨助剂的粒径和添加量、偶联剂的添加量对复合材料的强度、耐磨性和耐热性的影响。结果表明:当GF的直径为11μm,HY-WR10和HY-OF05按照1∶1质量比复配,质量分数为3%,KH550和KH560按照1∶1质量比复配,质量分数为0.5%时,复合材料具有较高的力学强度,摩擦因数为0.284,磨损质量为3.5 mg,热变形温度达到238℃,综合性能最佳。

满足苛刻阻燃要求的聚碳酸酯材料的研制

选用全氟丁基磺酸钾、溴代三嗪等阻燃剂,通过复配或单独使用的方式构成不同的阻燃体系,采用双螺杆挤出机共混改性技术研究了不同阻燃体系对聚碳酸酯(PC)材料力学性能及阻燃性能的影响。结果表明:制备的阻燃PC材料可达到垂直燃烧V-0@0.8 mm且灼热丝起燃温度为875℃;同时,材料的缺口冲击强度>20 kJ/m^(2),热变形温度>120℃,可以满足继电器罩壳的使用要求。

PTFE改性玻纤增强MPPO材料力学性能及耐摩擦磨损性能的研究

采用直径为3.0μm的短玻纤(GF)(GF质量分数为20%)增强改性聚苯醚(MPPO),将其与粒径为5~7μm的聚四氟乙烯(PTFE)微粉和甲基苯基硅油构成摩擦因数较低的耐磨体系。通过熔融共混法制备PTFE改性GF增强MPPO材料(简称MPPO/20%GF复合材料)。对MPPO/20%GF复合材料的力学性能、热变形温度、摩擦因数和磨损质量进行测试,对比分析GF直径、PTFE粒径和PTFE添加量对MPPO/20%GF复合材料的强度、摩擦因数和耐热性的影响。结果表明:短GF、PTEF、甲基苯基硅油添加质量分数分别为20%、15%、2%的MPPO复合材料具有较高的力学强度,摩擦因数为0.3,磨损质量为3.5 mg,热变形温度达到135℃,综合性能最佳。

玻璃纤维增强PA6/PP合金的制备及其热老化性能研究

通过双螺杆共混挤出方法,考察了不同的相容剂对聚己内酰胺/聚丙烯(PA6/PP)合金力学性能的影响,并制备了不同种类、不同配比的30%玻璃纤维增强PA6/PP合金材料。在此基础上,通过加入不同添加量或不同种类抗氧剂讨论了玻璃纤维增强PA6/PP合金的热老化性能。结果表明:玻璃纤维增强PA6/PP合金老化后的力学性能保持率随抗氧剂1010添加量的增加而升高;使用亚磷酸酯热稳定剂H161得到的玻璃纤维增强PA6/PP合金的老化性能失效时间超过1000 h,具有良好的耐热老化性能。

电子元器件壳体用MCA阻燃尼龙6工程塑料研制

通过熔融共混法制备了三聚氰胺脲酸盐(MCA)阻燃改性尼龙6(PA6)工程塑料,考察了MCA的用量、粒径及表面处理对PA6工程塑料阻燃性和力学性能的影响。并进一步对其在实际注塑加工应用中存在着色色泽不均、成型周期长、粘模和存在顶痕等缺点,分别考察了不同种类润滑剂和成核剂对其着色均匀性和注塑加工性的影响。结果表明,采用粒径为1.1~1.4μm、经硅烷偶联剂KH–560(用量为MCA质量的1%)表面处理的12份MCA,0.5份润滑剂E蜡,0.8份滑石粉/苯膦酸钠(质量比1/1)复配成核剂时,制得的MCA阻燃尼龙6工程塑料具有较好的综合力学性能(拉伸、弯曲强度分别为78,126 MPa,缺口和无缺口冲击强度分别为8,75 kJ/m^2),其阻燃等级达UL 94 V–0级(0.8 mm),相比电痕化指数为600 V,注塑件色泽均匀且注塑时的冷却时间仅为4.5 s。

不同阻燃体系PBT工程塑料的热稳定性研究

对四种不同种类阻燃体系的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)工程塑料进行热失重分析和高温热老化实验,通过失重率、老化之后色变和拉伸强度保持率来比较不同种类阻燃剂对PBT的耐热性影响。结果表明,不同种类阻燃剂对PBT工程塑料的耐热性能影响差别较大,十溴二苯乙烷阻燃PBT的加工耐热性和老化耐热性优于溴化聚苯乙烯阻燃PBT,溴化聚苯乙烯阻燃PBT优于溴化聚碳酸酯阻燃PBT,溴化聚碳酸酯阻燃优于溴化环氧树脂阻燃PBT。

有机硅PDMS对PBT/IFR/GF复合材料性能的影响

采用高分子量的聚二甲基硅氧烷(PDMS)母粒HY-GT002作为阻燃协效剂,以次磷酸盐类复合物TF9309和三聚氰胺氰尿酸盐MCA复配构成膨胀型阻燃剂(IFR),通过熔融共混法制备聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)/IFR/PDMS无卤阻燃30%玻纤增强复合材料。对复合材料的力学性能、电性能、燃烧性、极限氧指数(LOI)以及接触角进行测试,对比分析PDMS用量对PBT/IFR/GF复合材料力学性能、电性能、阻燃性和表面能的影响。结果表明,PDMS在适当的添加量下可进一步提高PBT/IFR/GF的阻燃性能、氧指数、电性能和力学性能,同时复合材料与水的接触角变大,表面自由能降低,介电强度提升。PDMS起到了协同阻燃的作用,可有效降低复合材料中IFR的用量,1%的PDMS和15%的IFR进行复配,其阻燃效果与单独添加18%的IFR相当,LOI提高到40. 2%,0. 8 mm阻燃达到UL94 V-0,介电强度37 k V/mm,复合材料的综合性能最佳。

不同树脂配比的GF增强PBT/PET复合材料体系性能

使用双螺杆挤出机制备了一系列不同树脂配比的玻璃纤维(GF)增强聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)/聚对苯二甲酸乙二酯(PET)复合材料,分为未阻燃体系和阻燃体系,研究了PBT/PET质量比、增韧剂甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝乙烯–辛烯共聚物(POE-g-GMA),GMA接枝乙烯–丙烯酸丁酯共聚物(EBA-g-GMA),乙烯–丙烯酸乙酯共聚物(EEA)及矿物填充对复合材料力学性能、热变形温度(HDT)及熔体流动速率(MFR)的影响。结果表明,当PBT/PET质量比为6∶4时,两种体系的综合性能最好。未阻燃体系中,HDT和MFR随PET含量增加总体呈下降趋势;阻燃体系中,随PET含量增加,HDT基本呈线性递减趋势而MFR总体呈上升趋势;当PET在树脂体系中的质量分数大于30%时,阻燃体系的MFR大于未阻燃体系。POE-g-GMA对未阻燃体系的增韧效果最好,EBA-g-GMA对阻燃体系的增韧效果最好,EEA增韧的两种体系MFR最大。矿物填充使复合材料的力学性能整体下降,滑石粉、硫酸钡在阻燃体系中力学性能保持率较好,云母填充复合材料的整体性能最差。

不同无卤阻燃剂对PPO/HIPS合金性能影响研究

制备了不同质量比的聚苯醚/高抗冲聚苯乙烯(PPO/HIPS)合金材料,PPO/HIPS质量比为60∶40时合金的综合性能最佳。研究了不同无卤阻燃剂三苯基氧化膦(PX220)、PX220/三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)及红磷阻燃剂(RPM650)对PPO/HIPS合金材料阻燃性能、力学性能及热性能的影响。结果表明:在添加相同质量阻燃剂的情况下,PX220/MPP复配阻燃剂可使PPO/HIPS合金材料具有较高的负荷变形温度和熔体质量流动速率,以及优异的阻燃性能和力学性能;无卤阻燃剂的加入使PPO/HIPS合金的初始分解温度降低,最大热失重速率峰值向低温区移动。

PPE-g-MAH相容剂对增强PPE/PA66合金体系性能影响的研究

聚苯醚(PPE)与尼龙66(PA66)相容性较差,需要添加相容剂来提高PPE与PA66合金材料的界面相容性,研究了不同含量的相容剂对PPE/PA66合金性能的影响并确定了最佳配比。比较了不同含量的马来酸酐接枝聚苯醚(PPE-g-MAH)相容剂对PPE/PA66合金材料拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度、非缺口冲击强度、热变形温度(HDT)、熔体质量流动速率(MFR)的影响;比较了不同接枝率的PPE-g-MAH相容剂与不同特性黏度的PPE树脂对PPE/PA66合金材料性能的影响。结果表明:力学强度随PPE-g-MAH相容剂含量的增加先增加后趋于稳定,PPE-45/PA66体系中力学强度普遍优于PPE-35/PA66体系;PPE-g-MAH相容剂质量分数为10%时,力学强度最佳。HDT随PPE-g-MAH相容剂含量的增加呈下降趋势,PPE-35/PA66体系的HDT低于PPE-45/PA66体系;而MFR随PPE-g-MAH相容剂含量的增加呈线性递增趋势,PPE-35/PA66体系的MFR优于PPE-45/PA66体系。

高强度低VOC玻璃纤维增强聚丙烯材料的开发

以含30%短玻璃纤维的聚丙烯(PP)为基础,从源头开始控制材料的气味和VOC含量,即将所有可能用到的配料参照大众汽车PV3900气味测试标准进行筛选,优先选择气味等级不超过3级的原料和助剂。主要对当前市场上的几种不同的低气味马来酸酐接枝聚丙烯相容剂(PP-g-MAH)、不同抗氧剂体系和不同气味吸收剂进行了研究。结果表明,最终选择出的配方材料的气味等级达到了3级以下,VOC也优于当前汽车行业要求的标准,其主要的TVOC含量降低到了3188μg/m^(3),远低于标准要求的5000μg/m^(3);其拉伸强度为106 MPa,弯曲强度为151 MPa,简支梁缺口冲击强度为11 kJ/m^(2),非缺口冲击强度为55 kJ/m^(2),热变形温度为145℃(1.8 MPa),均符合当前汽车用部分产品的使用要求。

PPO/PA66合金变量因素对性能影响的研究

分析了马来酸酐接枝聚苯醚(MAH-g-PPO)、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(MAH-g-EPDM)、马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(MAH-g-SEBS)作为PPO/尼龙66(PPO/PA66)合金相容剂的优劣,并在确定相容剂的基础上探索PPO/PA66不同树脂配比、相容剂添加量、SEBS添加量对合金性能的影响规律。结果表明:MAH-g-PPO对PPO/PA66增容效果最好;SEBS对PPO/PA66合金具有很好的增韧效果;当PPO∶PA66为50∶50时,合金的缺口冲击强度最大,PPO含量继续增大,合金将会发生相转变。通过分析合金的HDT,创建了三组方程:Y=64.8+1.5X_(1)(X_(1)为PPO添加份数)、Y=101+1.1X_(2)(X_(2)为相容剂添加份数)、Y=119-2.0X_(3)(X_(3)为SEBS添加份数),Y为PPO/PA66合金的热变形温度。

高性能抗紫外阻燃增强PBT材料的制备及性能研究

通过双螺杆挤出机熔融共混,制备了溴化环氧与三氧化二锑复配的耐户外用阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)工程塑料,考察了不同溴系阻燃剂对PBT工程塑料力学性能、阻燃性能、抗紫外(UV)性能的影响,抗氧剂种类及抗UV剂添加量对PBT工程塑料抗UV性能的影响。结果表明:溴系阻燃剂选用溴化环氧且添加量(质量份数,下同)为12份时,材料的力学性能、阻燃性能与抗UV性能达到最佳,辅抗氧剂选用626,主抗氧剂选用1010,抗UV剂添加量为0.4份时,PBT工程塑料抗UV性能达到最佳,制得的PBT工程塑具有较好的综合力学性能(拉伸、弯曲强度分别为150 MPa、210 MPa,缺口和无缺口冲击强度分别为12.0 kJ/m^(2)、65.0 kJ/m^(2))、抗UV性能及阻燃性能,其阻燃等级达UL 94 V-0级(0.8 mm)。

不同树脂质量比阻燃PPE/HIPS体系性能研究

使用双螺杆挤出机制备了一系列质量比的阻燃聚苯醚(PPE)/高抗冲聚苯乙烯(HIPS)复合材料,根据PPE黏度不同分为PPE-35/HIPS体系和PPE-45/HIPS体系,研究了不同黏度的PPE及不同质量比PPE/HIPS对复合材料的力学性能、热变形温度(HDT)、熔体质量流动速率(MFR)的影响,并筛选不同牌号HIPS对复合材料性能的影响。结果表明,PPE/HIPS复合材料中,拉伸强度、弯曲强度随HIPS含量的增加呈线性下降趋势,PPE-45/HIPS体系的拉伸强度和弯曲强度普遍优于PPE-35/HIPS体系;冲击强度存在一个树脂最优质量比,PPE-35/HIPS体系中树脂最优质量比为70∶30,PPE-45/HIPS体系中树脂最优质量比为60∶40。HDT随HIPS含量的增加呈线性下降趋势,而MFR随HIPS含量增加呈线性递增趋势,PPE-35/HIPS体系的HDT低于PPE-45/HIPS体系而MFR高于PPE-45/HIPS体系。复合材料的强度由主体树脂PPE决定,HIPS (476L)对PPE-35的增韧改性效果更好,成型加工性能更佳。

可任意比例混合的阻燃PC/PET工程塑料合金的制备

在聚碳酸酯(PC)/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)工程塑料合金研究的基础上,通过引入阻燃剂制得阻燃PC/PET工程塑料合金。首先,考察3种不同类型相容增韧剂对PC/PET工程塑料合金挤出加工和性能的影响,筛选出可用于该体系的相容增韧剂甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS),并确定其最佳用量;其次,固定MBS用量,考察调整PC和PET配比对材料性能的影响;最后,考察3种不同种类溴系阻燃剂用量对阻燃PC/PET工程塑料合金性能的影响,并确定了最佳的阻燃剂体系。结果表明:MBS是PC/PET最佳的相容增韧剂,当其质量份数为8时对体系相容性最好;溴代三嗪和三氧化二锑复配用于PC/PET工程塑料合金阻燃时,最佳质量份数分别为7和2.5。在该阻燃体系条件下,PC质量分数在50%~80%时,制得的阻燃PC/PET工程塑料合金综合性能最佳,注塑加工成型性和表面光泽度最好。所研制的阻燃PC/PET工程塑料合金可应用于小家电外壳、插座、接线板和其他表面结构塑胶件。

不同增韧剂对PBT非增强及增强体系性能的影响

设置空白对照组试验,分析讨论了6种增韧剂(甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物GMA-g-POE、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-丙烯酸甲酯共聚物GMA-g-EMA、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-丙烯酸丁酯共聚物GMA-g-EBA、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物EBA、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物EEA、和热塑性聚酯弹性体TPEE)对PBT材料增韧改性效果,分为玻纤非增强体系(PBT-G0)和30%玻纤增强体系(PBT-G30)。结果表明,PBT-G0体系中,增韧剂对其缺口冲击性能提升效果明显,其中GMA-g-EMA、EBA和GMA-g-EBA最好,GMA-g-POE介于中间,EEA、TPEE最差。流动性方面,TPEE、EEA、EBA提高了材料的熔体质量流动速率,以EBA最高;增韧剂的加入都降低了材料的热变形温度,下降程度在5℃内。PBT-G30体系中,增韧剂对材料力学性能、流动性的影响趋势同PBT-G0体系吻合性很好,增韧剂的加入提高了材料的热变形温度,提升程度在5℃内。综合判断,EBA改性PBT非增强及增强体系的综合性能最佳。

不同抗氧体系的玻纤增强PA66的热氧老化性能

选择受阻酚类抗氧剂1098、亚磷酸酯类抗氧剂168和626、无机磷酸盐抗氧剂H10、有机铜盐类抗氧剂H3386共5种抗氧剂,通过复配或者单独使用,讨论了不同的抗氧体系在玻纤(GF)增强PA66热氧老化环境下的颜色变化以及力学性能变化。综合比较,H3386体系材料的力学性能最佳,但对材料有一定的色污;湿度对PA66材料的力学性能影响很大,抗湿热老化效果的顺序为:H3386>1098/626≥1098/168>H10。水汽对以有机铜盐类为抗氧剂的PA66材料ΔE影响较大;120℃抗热老化效果的顺序为:1098/626≥H3386≥1098/168>H10。180℃热老化条件下,力学性能整体呈线性下降趋势,其中GF增强PA66在高温下对非缺口冲击强度很敏感。

满足继电器罩使用要求的高阻燃PA6工程塑料开发

通过熔融共混法制备了十溴二苯乙烷、三氧化二锑与三聚氰胺脲酸盐(MCA)复配的满足继电器罩使用要求的高阻燃、高灼热丝改性尼龙6(PA6)工程塑料,考察十溴二苯乙烷添加量、三氧化二锑添加量及MCA添加量对PA6工程塑料阻燃性、灼热丝起燃温度、热变形温度和力学性能的影响。结果表明:PA6-G0体系中随着MCA、三氧化二锑、十溴二苯乙烷的添加量增大,其缺口冲击强度呈下降趋势。综合来看,添加10份MCA,5份三氧化二锑,19份十溴二苯乙烷时,制得的阻燃PA6工程塑料具有较好的综合力学性能及阻燃性能。