劉艷斌，譚月敏

(1 佛山市優(yōu)耐高新材料有限公司，廣東 佛山 528244；2 廣州市白云化工實業(yè)有限公司，廣東 廣州 510540)

門窗隔熱條是鋁型材實現(xiàn)隔熱節(jié)能的關(guān)鍵部件，玻纖增強聚酰胺復(fù)合材料是隔熱條擠出加工成型的主要材料[1-3]。玻璃纖維增強的聚酰胺等復(fù)合材料在燃燒時容易出現(xiàn)所謂的“燭芯效應(yīng)”，使材料更容易燃燒，且燃燒時易產(chǎn)生有焰滴落,極易傳播火焰，帶來極大的安全隱患[4]。因此，研究玻纖增強聚酰胺隔熱條的阻燃問題具有十分重要的意義。

目前，市場上，阻燃型玻纖增強聚酰胺門窗隔熱大多為含鹵素化合物阻燃劑型的產(chǎn)品，雖然具有很好的阻燃效果，但其燃燒時產(chǎn)生有毒有害氣體往往帶來的二次性災(zāi)害[5-7]。三聚氰胺為剛性含氮量高的雜環(huán)結(jié)構(gòu)，具有阻燃性能好，熱穩(wěn)定性能高，低毒低生煙量等優(yōu)點，成為制備氮系無鹵阻燃劑的主要原料之一[8-9]。

本文以三聚氰胺和尿酸鹽自制阻燃劑MC為主阻燃劑,添加其他阻燃劑及阻燃促進劑等配制系列復(fù)合阻燃劑為基礎(chǔ)，制備了阻燃型玻纖增強聚酰胺，通過擠出加工成型制備了阻燃型玻纖增強聚酰胺門窗隔熱條，并對隔熱條的性能進行了研究。

1 實 驗

1.1 藥品與試劑

聚酰胺(PA66)，美國杜邦公司；短玻璃纖維(988)，巨石集團有限公司；偶聯(lián)劑(KH-550)，上海嘉辰化工有限公司；抗氧劑(1010/168)，上海加成化工有限公司；阻燃劑(MC)，自制；復(fù)合阻燃劑，自制。

1.2 儀器設(shè)備

高速分散機(SH-Z500)，張家港市宏基機械有限公司；雙螺桿擠出機(HT-75)，南京橡塑機械廠有限公司；單螺桿擠出機(SJ-45)，南京杰恩特機電有限公司；拉伸實驗機(GM4104)，美特斯(MTS)工業(yè)系統(tǒng)有限公司；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(DHG-9146A型)，青島明博環(huán)?？萍加邢薰?。

1.3 試樣制備

(1)阻燃型玻纖增強聚酰胺門窗隔熱條制備

將聚酰胺(PA66)，短玻璃纖維，阻燃劑，抗氧劑，偶聯(lián)劑等助劑加入到高速分散機種，攪拌均勻后，又雙螺桿擠出機熔融擠出，冷卻后，切粒，干燥。得到阻燃型玻纖增強聚酰胺材料，然后將阻燃型玻纖增強聚酰胺用單螺桿擠出機擠出成型，即可制備成阻燃型玻纖增強聚酰胺門窗隔熱條。阻燃型玻纖增強聚酰胺門窗隔熱條的具體制備流程工藝圖如圖1所示。

圖1 阻燃型玻纖增強聚酰胺隔熱條制備流程圖Fig.1 Flow chart of preparation of flame retardant glass fiber reinforced polyamide insulation strip

(2)測試樣條的制備

按照相關(guān)測試標(biāo)準(zhǔn)的要求將所制備的阻燃型玻纖增強聚酰胺門窗隔熱條切割成需要的尺寸。

1.4 性能測試

拉伸性能，按GB/T 23615.1-2017規(guī)定的試驗方法進行測試；燃燒性能，按GB/T2408-2008規(guī)定的試驗方法進行測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 MC對玻纖增強聚酰胺門窗隔熱條性能影響

2.2.1 阻燃性能

圖2給出了MC對玻纖增強聚酰胺門窗隔熱條阻燃性能的影響.隨著阻燃劑用量的增加,阻燃效果增強，含8%及以下MC的隔熱條阻燃性較差為V-2級，當(dāng)阻燃劑MC的加入量增加到16%時，所制備的隔熱條阻燃性能達到V-0級水平。因此，單純MC在玻纖增強聚酰胺門窗隔熱條中添加量需達到16%以上才能有較好的阻燃效果。

圖2 MC對玻纖增強聚酰胺門窗隔熱條阻燃性能的影響Fig.2 MC’s influence on flame retardancy of glass fiber reinforced polyamide door and window insulation strips

2.1.2 力學(xué)性能

圖3給出了MC對玻纖增強聚酰胺門窗隔熱條拉伸性能的影響，從圖3中可以看出：隨著阻燃劑MC的加入，材料的拉伸強度逐漸降低，斷裂伸長率基本保持不變。在GB/T 23615.1-2017產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中要求I型材的拉伸強度大于80 MPa，當(dāng)添加量阻燃劑MC的添加量為20%時，玻纖增強聚酰胺門窗隔熱條拉伸降低到82 MPa，當(dāng)添加量阻燃劑MC的添加量為24%時，玻纖增強聚酰胺門窗隔熱條拉伸降低到78 MPa。綜合考慮MC對玻纖增強聚酰胺門窗隔熱條拉伸性能及阻燃性能的影響，建議阻燃劑MC的最高建議添加量為16%～20%。因此，使用單一阻燃劑無法達到阻燃及力學(xué)性能兼?zhèn)涞男Ч?/p>

圖3 MC對玻纖增強聚酰胺門窗隔熱條伸性能的影響Fig.3 MC’s influence on the tensile properties of glass fiber reinforced polyamide doors and windows insulation strips

2.2 復(fù)配阻燃劑對隔熱條的影響

表2給出了復(fù)配阻燃劑對玻纖增強聚酰胺門窗隔熱條拉伸性能和阻燃性能的影響。隨著復(fù)合阻燃劑添加量的增加，拉伸強度及斷裂伸長率均下降，當(dāng)復(fù)合阻燃劑的添加量為24%,玻纖增強聚酰胺門窗隔熱條拉伸強度仍為85 MPa。當(dāng)阻燃劑加入量為10%時，即可達到UL94V0級。因此，使用復(fù)合阻燃劑與單一阻燃劑MC相比，阻燃劑的用量大幅度下降，生產(chǎn)成本大幅度降低。

綜上所述，復(fù)配阻燃劑含量為10%時，既可以保證隔熱條優(yōu)異的力學(xué)性能又使其阻燃級別達到V-0級。

表1 復(fù)配阻燃劑添加量對隔熱條性能的影響Table 1 Effect of the addition amount of compound flame retardant on the performance of heat insulation strip

2.3 阻燃型聚酰胺門窗隔熱條的其他性能

表2 聚酰胺門窗隔熱條的其他性能Table 2 Other properties of polyamide door and window insulation strips

根據(jù)上述實驗，采用10%添加量的復(fù)合阻燃劑制備了阻燃型聚酰胺門窗隔熱條，并對阻燃型聚酰胺門窗隔熱條的其他性能進行了測試，測試結(jié)果如表2所示。表2中的數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，添加10%復(fù)合阻燃劑制備的阻燃型聚酰胺門窗隔熱條的其他性能均能滿足GB/T 3615.1-2017標(biāo)準(zhǔn)要求。添加10%復(fù)合阻燃劑可以制備出滿足市場標(biāo)準(zhǔn)要求的無鹵阻燃性的聚酰胺門窗隔熱條。

3 結(jié) 論

利用MC為主阻燃劑，輔以金屬氫氧化物阻燃劑等進行復(fù)配制備復(fù)合阻燃劑對聚酰胺門窗隔熱條的阻燃效果增加明顯，當(dāng)復(fù)合阻燃劑的添加量為10%時，所制備的聚酰胺門窗隔熱條性能可以滿足GB/T 3615.1-2017標(biāo)準(zhǔn)要求?？梢詽M足市場上對防火門窗對聚酰胺門窗隔熱條阻燃要求。