|
近年无卤阻燃工程塑料的开发应用迅速发展，但也为以往习惯含卤阻燃体系的加工厂家带来一些加工困扰。这主要是因为对无卤阻燃剂在工程塑料材料中的影响因素考虑不到位。
加工温度对性能的影响
加工温度对改性塑料的影响比较复杂，但对于无卤阻燃剂而言，由于加工温度对其热稳定影响大于含卤的阻燃剂，因此，对加工温度的设定要有明确的规定。例如，采用河南平顶山神马公司产PA66 ERP27和普塞呋（清远）磷化学有限公司产无卤阻燃剂EPFR-200A（添加量：23%），制备玻纤增强30%的阻燃PA66材料。
使用Ф35双螺杆（L/D=36/1），主机转速30Hz(对应240RPM)。为对比温度设定对性能的影响，分别采取：1# 正常设置（低-高-低）、2# 双峰设置（低-高-低-高）、3# 低温设置（低-稍高-高）。从表2记录可以看出，采用传统的温度设置的PA66-1#料，挤出过程不稳定，外观也有问题，有轻微降解的现象。而采取双峰设置的PA66-2#料和采用低温加工温度的PA66-3#料，加工过程均比较稳定，外观不错。这主要与所用的无卤阻燃剂EPFR-200A的特性有关，由于其热分解温度仅有320℃，在PA66加工设置时，玻纤口后段的设定温度到达265℃时，内部由于剪切热形成的热叠加，实际温度估计会达到320℃以上，因此会导致阻燃剂的降解。
表1 PA66+GF30%无卤阻燃料各区温度（℃）设置对比表
（图片）需要说明的是，由于EPFR-200A有一定的增塑作用，对于3#工艺而言，尽管设定温度低于PA66的熔点，但相对于2#而言，主机电流增加并不明显，生产时过载停机的风险比较小。表2PA66+GF30%无卤阻燃料加工过程现象对比
（图片）从表3可以看出，2#工艺各方面均正常；而1#工艺由于发生了轻微降解，尽管阻燃性能变化不大，但力学性能和HDT均有所下降。3#尽管在外观上看和2#相差不大，但实际性能还是差距比较大，尤其是拉伸和弯曲，由于前期塑化不够，靠外来增塑作用和螺块剪切强制PA66树脂塑化，对复合体系的性能不利。这对在生产中常常为避免产品热降解，整体下调加工温度的工艺习惯是一个警示。表3不同加工温度下的PA66+GF30%无卤阻燃料性能对比
（图片）主机转速对性能的影响
在确定的加工温度范围下，调整主机转速，综合考察剪切混炼效果与剪切热同时提高的情况下材料的性能变化，对实际工艺控制有指导意义。
例如，采用南通星辰合成材料有限公司产PBT 1084和普塞呋（清远）磷化学有限公司生产无卤阻燃剂EPFR-300A(添加量17.5%)，制备玻纤增强30%的阻燃PBT材料。使用Ф35双螺杆（L/D=36/1），温度设定按常规设置：215-230℃。
从表4、表5数据可看出，固定主机温度和其它设备参数，随着主机转速提高，产品力学性能也有所提高。这主要与分散和混炼随主机转速的提高有关。在无卤阻燃玻纤增强PA66中也得到了类似结果，见表6和7【注：神马PA66 ERP27；普塞呋无卤阻燃剂EPFR-200A（添加量23%）；设备：Ф35双螺杆（L/D=36/1）；温度设定：按低温设置（215-240℃）】。表4PBT+GF30%无卤阻燃料不同转速的加工现象对比
（图片）表5不同转速下对应PBT+GF30%无卤阻燃料性能对比
（图片）表6PA66+GF30%无卤阻燃料不同转速的加工现象对比
（图片）表7不同转速下对应PA66+GF30%无卤阻燃料性能对比表
（图片）因此，可得出以下结论：在保证体系热稳定的前提下，可通过提高主机转速来提高混炼和剪切效果，从而提高无卤阻燃增强产品的力学性能。
预分散母粒对性能的影响
为考察将无卤阻燃剂预先分散在增韧剂基体中制成母粒而后加入，对改性产品的性能影响，采用南通星辰合成材料有限公司产PBT 1084和普塞呋（清远）磷化学有限公司产无卤阻燃剂EPFR-300A，制备玻纤增强30%的阻燃PBT材料。
使用Ф35双螺杆（L/D=36/1），主机转速：28Hz（224rpm），温度设定：按常规设置（215-230℃）。体系中阻燃剂的添加量均为17.5%，增韧剂的添加量均为5%。表8PBT+GF30%无卤阻燃料不同加料方式对比
（图片）表9不同加料方式下对应PBT产品性能表
（图片）从表9可以看出，PBT-4#以母粒形式加入无卤阻燃剂，产品的力学性能只是稍优于直接混合的PBT-1#，但区别不是太大，因此，阻燃剂的不同加料方式加入对产品影响不大。
综上所述，对无卤阻燃工程塑料而言，需针对性调整加工工艺，重点应考虑加工温度和主机转速的调整，使其满足此类体系的特殊要求，做出较好的产品，来满足市场的需求。
10/9/2011
| 
