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当无卤阻燃PBT研制与生产注意事项

发布时间:2021-09-12 01:19:31 阅读: 来源:切墙机厂家

无卤阻燃PBT研制与生产注意事项

PBT产品具有优良的电性能和综合应用性能,广泛应用于电子电确保实验安全;气等领域。随着整个社会环境意识的日益提高,无卤阻燃成为PBT技术发展的主流。本文探讨无卤阻燃PBT研发生产中需注意的要点。

下面的资料大家详细了解以后就会明白配方体系的设计关注点

与传统溴系阻燃体系对比,无卤阻燃PBT材料的研制与生产对热敏感性更高,要特别考虑相关影响因素。

流动性

在PBT改性产品的注塑过程中,特别是一些薄壁、小制件中,为顺利成型,常常采取快速高压成型工艺,对于无卤阻燃材料而言,有机类无卤阻燃剂往往因为耐热相对低,常常会导致射出剪切下的热降解,表现为制品表面黄变或焦烧,并产生腐蚀性气体,腐蚀模具。

为避免这种情况发生,往往需中国宝武希望在中国商飞公司的需求引领和技术引领下要提高PBT改性产品的流动性。阻燃剂的添加通常会降低流动性,所以需要对配方体系的其他组分进行筛选。

首先,选用高流动性的PBT基础树脂,从根本上保证体系的高流动性。其次,添加高效润滑剂,来提高PBT体系的流动性。此外,玻纤的品种对流动性也有影响,短玻纤在保证一定性能的前提下,往往分散和长度更均一,流动性会优于长玻纤。

表1 不同主机转速的性能对比

说明:基础配方:PBT~52%;玻纤(长)30%;EPFR-300A 18%

挤出设备: 35双螺杆挤出机,L/D=36/1,相对强剪组合,最高转速:500rpm

韧性

无卤阻燃PBT产品一般用于线圈骨架、电子联接器配件、断路器开关面板等,这些应用领域要求有较好的韧性,以保证产品稳定应用。

为保证体系的韧性,需要添加增韧剂,但对于无卤阻燃PBT而言,增韧剂的选择有一定的特殊要求。因为一般增韧剂的添加会降低体系的流动性,所以,除了考虑有效提高韧性外,增韧剂的选择还应该选择对体系的流动性有着最小的影响的品种。而传统的反应型PBT用增韧剂则不是最佳选择,可选择有一定相容作用的非反应型聚酯增韧剂,实现引入韧性的同时,提高对无卤阻燃剂的相容性和尽量不降低流动性。

为提高韧性,提高无卤阻燃剂与PBT树脂的相容性是一个很必要的选择。可以选用偶联剂对阻燃剂进行表面处理,这样在阻燃剂得到很好分散和相容的情况下,产品体系本身韧性得以不下降。

第三,PBT用成核剂的引入,对体系的韧性也有好处,可通过细化晶粒,减少薄弱界面,在提高成型性的同时,提高综合力学性能。

加工过程中的注意事项

原材料的前处理

原料(树脂、玻纤)需要预先乾燥,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在加工前需要抽湿乾燥。

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射机,用前一定要清洗乾净,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。

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部分改用90度或60度剪切块。

加工温度的设置

一般情况下,加工温度要根据无卤阻燃剂自身的耐温性能做调整,拿无卤阻燃剂EPFR-300A(普塞呋磷化学有限公司生产)举例,其起始热分解温度为280℃,双螺杆挤出机加工过程中,一般在熔融段和混合段,由于无玻纤添加,剪切热的温升不会太高(最多会超过设置温度℃),温度可设置在比PBT熔点(225℃)高10℃以上,以利于塑化与混合;而在加玻纤处的均化段,由于玻纤的加入,导致其内部产生“但是的热量较多,可能会超过设置温度30℃-50℃,为降低热剪切温度叠加导致阻燃剂分解,双螺杆的加工温度要尽量低一些,可略高于PBT熔点,设为228℃。

对于注射加工,由于单螺杆塑化剪切热相对弱,注射高压剪切较强,为避免阻燃剂降解,可通过提高物料熔融温度来提高流动性,降低注射压力。这种情况下,无卤阻燃PBT物料的塑化温度可按PBT熔点以上15℃-20℃设置(达240℃-245℃),而喷嘴温度可考虑提高至250℃-255℃。

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。

从表1可看到,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。

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,而後主喂料加入的方式,对加工工艺要求控制难度更高。这主要是涉及两方面原因:

一方面,此种方式要处理好颗粒与粉体的混合均匀问题,特别是投料後,由于两者的密度和大小不同,在生产的前期和後期,易出现只进粉体不进料的情况,这不仅会导致前後体系的不均匀,更重要的是高浓度粉体在热剪切条件下很容易降解,严重时会有起火,造成生产安全隐患。

另一方面,由于前期就同PBT混合,在螺杆的停留时间长,剪切程度高,需调整好螺杆组合和工艺条件,降低无卤阻燃剂热降解的可能性,才能生产出稳定的无卤阻燃产品。

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。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。

结语

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。(end)

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