아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS)는 전기적 특성, 내한성, 내유성, 화학적 안정성, 충격 특성 등이 우수하여 전기기계, 가전제품, 운송분야 등에 널리 사용되고 있습니다.그러나 ABS의 산소 지수는 18%에 불과하고 화재 후에도 계속 탈 수 있어 많은 응용 분야에서 제품이 제한됩니다.ABS의 난연 등급인 UL94 V-0을 달성하기 위해 첨가되는 난연제의 양은 일반적으로 많습니다.재료의 기계적 성질이 감소하고 비용이 높아집니다.
아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS)는 전기적 특성, 내한성, 내유성, 화학적 안정성, 충격 특성 등이 우수하여 전기기계, 가전제품, 운송분야 등에 널리 사용되고 있습니다.그러나 ABS의 산소 지수는 18%에 불과하고 화재 후에도 계속 탈 수 있어 많은 응용 분야에서 제품이 제한됩니다.ABS의 난연 등급인 UL94 V-0을 달성하기 위해 첨가되는 난연제의 양은 일반적으로 많습니다.재료의 기계적 성질이 감소하고 비용이 높아집니다.
폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)은 우수한 낙하 방지 효과를 가지며 난연성 PC/ABS 및 기타 재료에 널리 사용되지만 난연 ABS에 대한 PTFE에 대한 연구 보고서는 거의 없습니다.업계에서 흔히 사용되는 ABS 난연제는 PTFE를 도입하면서 PTFE가 난연성 ABS 성능에 미치는 영향을 논의했습니다.
1. 실험적인 부분
1.1.주요원료
ABS, 브롬화트리아진, 삼산화안티몬, PTFE, 산화방지제, 윤활제 등
1.2.주요장비
이축 압출기: SHJ-35 유형;사출 성형기: T80 유형;컴퓨터 제어 전자 만능 시험기: CM6104 유형;열 변형 온도 측정 장치: 303;열중량(TG) 분석기: 209C 유형.진자 충격 시험기: 모델 ZBC-25B;용융유량(MFR) 장치: MPXRZ-40A;수평 및 수직 연소 시험기: 모델 HVR-2.
1.3.샘플 준비
ABS를 80℃에서 3~5시간 동안 건조시킨 후 ABS, 브롬화 트리아진, 삼산화안티몬, PTFE 및 기타 첨가제를 균일하게 혼합하고 이축 압출기를 통해 용융 혼합하여 압출 및 과립화합니다.압출 온도는 215-225℃, 스크류 속도는 360r/min입니다.그런 다음 80℃에서 2시간 동안 불어 건조시킨 다음 표준 시료에 주입합니다. 주입 온도는 200~210℃입니다.
1.4.성능 검사
연소 성능: UL94에 따라 테스트되었습니다.인장 성능: GB/T 1040-1992에 따라 테스트됨;굽힘 강도: GB/T 9341-2000에 따라 테스트됨;캔틸레버 노치의 충격 강도: GB/T 1843-1996에 따라 테스트되었습니다.MFR: GB/T 3682-==2000 테스트에 따르면 온도 220℃, 하중 220kg;열 변형 온도: GB/T 16341-2004에 따른 테스트;TG 분석: 가열 속도 10.C/min,.온도 범위는 질소 분위기 하에서 30 ~ 700 ℃입니다.
2. 결과 및 논의
2.1.난연제가 없는 샘플은 첫 번째 점화 후 완전히 연소되어 난연 효과가 좋지 않습니다.일정량의 브롬화 트리아진 및 삼산화안티몬 난연제를 첨가하면 난연 효과가 분명히 향상되고 난연 수준은 UL94V-2 수준에 도달하지만 연소 시간이 길어지고 여전히 난연 효과가 없습니다. 이상적인.PTFE를 첨가하면 재료의 연소 시간이 크게 단축됩니다.0.2% PTFE를 첨가하면 재료의 난연성 수준이 V-2에서 V-0으로 증가합니다.PTFE는 융점(323°C)이 높아 소재 가공 온도에서는 녹지 않지만, 혼합 전단력 하에서는 피브릴화되기 쉽고 섬유망을 형성해 화염 확산이 줄어들기 때문이다.
2.2.난연제를 첨가하면 재료의 노치 충격 강도가 급격히 떨어지고 다른 기계적 특성은 거의 변하지 않습니다.이에 반해 난연제와 PTFE를 동시에 첨가할 경우 난연제 단독 사용에 비해 소재의 인성이 약간 향상되며, PTFE의 첨가량이 증가할수록 소재의 노치 충격강도도 증가하며, 소재에 PTFE로 형성된 섬유망 구조가 어느 정도 보강 역할을 합니다.
2.3.PTFE의 양이 증가함에 따라 재료의 MFR은 점차 감소합니다.첨가된 PTFE의 양이 0.3%일 때 난연성 ABS의 MFR은 23.1g/10min에서 14.5g/10min으로 감소하는데, 이는 PTFE가 재료의 유동 특성에 미치는 영향을 나타냅니다.더 큰 것은 주로 ABS 분자의 흐름을 방해하는 PTFE 섬유 형성 재료의 존재 때문입니다.처리 중 PTFE에 의해 형성된 특수 구조로 인해 재료 스트립이 재료 스트립의 출구에서 부풀어 오르는 것처럼 보이므로 재료 스트립이 더 두꺼워지고 펠릿화 속도가 느려집니다.PTFE가 없는 재료의 압출이 더 일반적입니다.
2.4.재료의 TG 및 DTG 분석
순수 ABS의 열감소 과정에서는 열감량의 피크가 단 하나 존재하며, 난연 ABS의 열감량 과정에서는 열감소의 피크가 두 개 나타난다.첫 번째 피크는 난연제의 분해로 인해 발생하고, 두 번째 피크는 ABS의 분해로 인해 발생합니다.PTFE를 첨가하면 ABS의 최대 열감소 온도(427°C)는 순수 ABS(428.8°C)에 비해 1.8°C 더 높지만, 최대 차등 열감소율(질량 열감소율)( 11.7%/min)만 순수 ABS의 최대 시차 열 중량 감소율(18.8%/min)은 62.2%로, 없는 샘플 28의 최대 시차 열 중량 감소율(12.7%/min)보다 7.9% 낮습니다. PTFE가 첨가되었습니다.PTFE를 첨가하면 재료의 난연성 성능을 향상시킬 수 있습니다.
브로모트리아진과 삼산화안티몬은 대표적인 할로겐-안티몬 난연제로서 기상 난연제 반응을 변화시킬 뿐만 아니라 응축상의 열분해 반응도 변화시킨다.순수 ABS의 700℃ 잔류탄소율은 1.2%이며, 브롬화 트리아진과 삼산화안티몬이 첨가된 난연성 ABS가 첨가되어 있습니다.700℃에서의 잔류탄소율은 3.5%입니다.탄소층의 형성은 재료의 저항성을 높이는 데에도 도움이 됩니다.가연성.동시에, PTFE를 첨가한 700℃에서의 잔류 탄소율은 3.6%로 PTFE가 탄소 생성을 촉진하지 못함을 나타냅니다.PTFE를 첨가하면 탄소층 구조가 치밀해지며 절연성 및 산소 차단성이 향상되므로 할로겐-안티몬 난연제와 함께 사용하면 난연 효과가 더욱 우수합니다.
3. 결론
3.1.PTFE를 첨가하면 난연성 ABS의 최대 열 중량 감소율을 더욱 줄이고 재료의 연소 시간을 크게 단축하며 재료의 난연성 등급을 향상시킬 수 있습니다.
3.2.PTFE를 첨가하면 난연성 ABS의 기계적 특성에 거의 영향을 미치지 않으며 어느 정도 재료의 인성이 향상됩니다.
3.3.PTFE는 난연성 ABS 재료의 가공 성능에 중요한 영향을 미치므로 사용 중 필요에 따라 복용량을 조정해야 합니다.
게시 시간: 2020년 6월 11일