專業做無鹵阻燃劑以及工程塑料的朋友都在關注的微信公眾號——艾邦高分子，戳藍色字體關注吧！
導語：隨著近些年對無鹵阻燃工程塑料的開發，尤其是以往習慣含鹵阻燃體系的加工生產的廠家，往往會出現一些問題。這主要是對無鹵阻燃劑在工程塑料材料中的影響因素考慮不到位。有人為了研究擠出加工工藝對阻燃工程塑料到底有什么影響，特地做了以下幾組對比實驗，以供大家參考。
圖片來源于中廣核俊爾官網，無鹵阻燃尼龍在工業電器中的應用
目錄
一、加工溫度對性能的影響
二、主機轉速對性能的影響
三、預分散母粒對性能的影響
四、總結
——加工溫度對于其熱穩定影響大于含鹵的阻燃劑
加工溫度對改性塑料的影響比較復雜，但對于無鹵阻燃劑而言，由于加工溫度對于其熱穩定影響大于含鹵的阻燃劑，因此，對加工溫度的設定要有明確的規定。
表1 PA66+GF30%無鹵阻燃料各區溫度設置對比表
1區 | 2區 | 3區 | 4區 | 5區 | 6區 | 7區 | 8區 | 機頭 | |
PA66-1# | 215 | 265 | 270 | 270 | 265 | 265 | 265 | 260 | 255 |
PA66-2# | 215 | 265 | 270 | 260 | 250 | 240 | 240 | 245 | 255 |
PA66-3# | 215 | 240 | 240 | 240 | 240 | 240 | 240 | 240 | 250 |
表2 PA66+GF30%無鹵阻燃料加工過程現象對比
擠出現象 | 顆粒外觀 | 主機電流 | |
PA66-1# | 有斷條現象，料條有輕微發泡現象，偶見毛刺附于其表面； | 淡黃色顆粒，斷面發泡，有孔洞 | 9.3 |
PA66-2# | 無斷條，無發泡，擠出料條表面光滑； | 淡黃色顆粒，斷面密實、均勻 | 10.6 |
PA66-3# | 無斷條，無發泡，表面正常，無毛刺。 | 淡黃色顆粒，斷面密實、均勻 | 10.7 |
表3 不同加工溫度下的PA66+GF30%無鹵阻燃料性能對比
HDT（1.82MPa） ℃ | 拉伸強度(MPa) | 斷裂伸長率(%) | 彎曲強度(MPa) | 彎曲模量(MPa) | 缺口沖擊強度(J/m) | UL94 （1.5mm） | |
PA66-1# | 234 | 130 | 11 | 185 | 9881 | 77 | V-0 |
PA66-2# | 243 | 139 | 12 | 186 | 9295 | 80 | V-0 |
PA66-3# | 241 | 121 | 11 | 169 | 9965 | 69 | V-0 |
備注：使用Ф35雙螺桿（L/D=36/1），主機轉速30Hz(對應240RPM)。為對比溫度設定對性能的影響，分別采取：1# 正常設置；2# 雙峰設置；3#低溫設置。
結論：
① 溫度設定過高導致阻燃劑的降解
所采用的無鹵阻燃劑熱分解溫度僅有320度，在PA66加工設置時，內部由于剪切熱形成的熱疊加，實際溫度估計會達到320度以上，因此會導致阻燃劑的降解。
② 溫度設定過低導致前期塑化不夠
3#盡管在外觀上看和2#相差不大，但實際性能還是差距比較大，尤其是拉伸和彎曲，由于前期塑化不夠，靠外來增塑作用和螺塊剪切強制PA66樹脂塑化，對復合體系的性能不利。
這對于我們在生產中常常為避免產品熱降解，整體下調加工溫度的工藝習慣是一個警示。
——提高主機轉速可以提高無鹵阻燃增強體系產品的力學性能
在確定的加工溫度范圍下，調整主機轉速，綜合考察剪切混煉效果與剪切熱同時提高情況下，材料的性能變化，這對實際生產的工藝控制有著指導意義。現用PBT和PA66為例：
表4 PBT+GF30%無鹵阻燃料不同轉速的加工現象對比
主機轉速 Hz | 喂料轉速Hz | 主機電流 | 造粒外觀 | |
PBT-1# | 28 (224rpm) | 7 | 9.3 | 料條順利，顆粒白，斷面密實 |
PBT-2# | 32 (256rpm) | 10 | 9.3 | 料條順利，顆粒白，斷面密實 |
PBT-3# | 36 (288rpm) | 10.8 | 9.3 | 料條順利，顆粒白，斷面密實 |
表5 不同轉速下對應PBT+GF30%無鹵阻燃料性能對比
拉伸強度(MPa) | 斷裂伸長率(%) | 彎曲強度(MPa) | 彎曲模量(MPa) | 缺口沖擊強度(J/m) | UL94（1.5mm） | |
PBT-1# | 100 | 13 | 139 | 8356 | 79 | V-0 |
PBT-2# | 99 | 13 | 145 | 9183 | 82 | V-0 |
PBT-3# | 105 | 13 | 148 | 9837 | 85 | V-0 |
備注：使用Ф35雙螺桿（L/D=36/1），溫度設定按常規設置：215-230℃。
表6 PA66+GF30%無鹵阻燃料不同轉速的加工現象對比
主機轉速 Hz | 喂料轉速Hz | 主機電流 | 造粒外觀 | |
PA66-4# | 25 (200rpm) | 9 | 10.8 | 料條順利，顆粒均勻淡黃色，斷面密實 |
PA66-5# | 28 (224rpm) | 10.5 | 10.8 | 料條順利，顆粒均勻淡黃色，斷面密實 |
PA66-6# | 32 (256rpm) | 11.5 | 10.9 | 料條順利，顆粒均勻淡黃色，斷面密實 |
表7 不同轉速下對應PA66+GF30%無鹵阻燃料性能對比表
拉伸強度(MPa) | 斷裂伸長率(%) | 彎曲強度(MPa) | 彎曲模量(MPa) | 缺口沖擊強度(J/m) | UL94（1.5mm） | |
PA66-4# | 126 | 11 | 161 | 9737 | 73 | V-0 |
PA66-5# | 133 | 12 | 169 | 9857 | 74 | V-0 |
PA66-6# | 136 | 12 | 176 | 10397 | 76 | V-0 |
備注：設備：Ф35雙螺桿（L/D=36/1）；溫度設定：按低溫設置（215-240℃）。
結論：
① 提高主機轉速，提高產品的力學性能
在保證體系熱穩定的前提下，可通過提高主機轉速來提高混煉和剪切效果，從而提高無鹵阻燃增強體系產品的力學性能。
② 主機轉速提高，分散和混煉效果變好，效率提高
固定主機溫度和其它設備參數，隨著主機轉速的提高，產品的力學性能也有所提高。這主要與分散和混煉隨主機轉速的提高，效率提高有關。
——阻燃劑的不同加料方式加入對產品影響不大
為考察將無鹵阻燃劑預先分散在增韌劑基體中，制成母粒而后加入，對改性產品的性能影響。結果如下表。
表8 PBT+GF30%無鹵阻燃料不同加料方式對比
阻燃劑加料方式 | 造粒外觀 | |
PBT-1# | 直接添加 | 料條順利，顆粒白，斷面密實 |
PBT-4# | 將增韌劑與EPFR-300先制成母粒,再添加 | 料條順利，顆粒白，斷面密實 |
表9 不同加料方式下對應PBT產品性能表
拉伸強度(MPa) | 斷裂伸長率(%) | 彎曲強度(MPa) | 彎曲模量(MPa) | 缺口沖擊強度(J/m) | UL94（1.5mm） | |
PBT-1# | 100 | 13 | 139 | 8356 | 79 | V-0 |
PBT-4# | 101 | 13 | 146 | 8555 | 78 | V-0 |
【1】對于無鹵阻燃工程塑料而言，需要針對性調整加工工藝，重點應考慮加工溫度和主機轉速的調整，使其滿足此類體系的特殊要求，做出較好的產品，來滿足市場的需求。
【2】阻燃劑的不同加料方式加入對產品影響不大
如果您想了解更多工程塑料無鹵阻燃方面的知識，可以加本文作者的微信：13910407252，您也可以加入艾邦高分子微信群，有眾多無鹵阻燃以及工程塑料方面的專家哦，例如青島歐普瑞的無鹵阻燃專家鄧瑞景先生微信18666686763以及中廣核俊爾的莊名果先生微信13806683703
小編將在后期推出“有關一款中廣核俊爾的無鹵阻燃工程塑料（俊銨）”相關的文章，敬請期待！
推薦閱讀：
來源：寧波七諾新材料科技有限公司 作者：莊嚴 艾邦高分子整理，轉載請注明來源
加入工程塑料群，請加微信：18320865613 或 13058121209，并注明“工程塑料+您的公司”。
閱讀原文，加入工程塑料群
↓↓↓
始發于微信公眾號：艾邦高分子