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第 2 期 鲁哲宏，等: 苯并嗪协效二乙基次磷酸铝阻燃 PA66 的研究 ·323·

PA66 具有良好的耐磨性、耐腐蚀、耐油性和电 1 实验部分
性能，力学性能优异，且易于加工，应用领域广泛 [1-3] 。
但是，其受热易燃烧 [3-5] ，极限氧指数（LOI）约 23%， 1.1 试剂与仪器
[6]
并且燃烧过程中常伴有熔滴，易引发二次危害 ， PA66，EPR27，平顶山神马股份有限公司；
ADP，美国 Clariant 公司；聚四氟乙烯粉（PTFE），
因而必须对 PA66 进行阻燃改性。常用的卤系阻燃
美国杜邦公司；双酚 A 型 BOZ，实验室自制 [22] 。
剂在受热分解实现阻燃效果的同时释放出有毒气
SHR-10A 高速搅拌混合机，张家港格兰机械有
体，应用受到限制，无卤阻燃是未来发展的必然方
限公司；AK22 同向双螺杆挤出机，南京科亚化工
向。磷系阻燃剂通常可以在气相和凝聚相同时发挥
成套装备公司；SZ-100/800 注塑成型机，苏州常风
[7]
阻燃作用 ，阻燃效率相对较高，是实现无卤化的
有限公司；JF-3 氧指数测定仪、CZF-5 垂直燃烧测
重要途径。
定仪，南京市江宁区分析仪器厂；WDW-20E 电子
二烷基次磷酸盐是一类新型的无卤阻燃剂，属
万能试验机、DZY-90 缺口制样机，济南恒思盛大仪
于有机磷系列的绿色环保型阻燃剂 [8-11] ，可在气相
器有限公司；zbc8400-C 摆锤式冲击试验机，美斯特
和凝聚相同时发挥阻燃作用，阻燃效率高，并且具
工业系统有限公司；TGA/DSC3+热失重分析仪，梅
有耐热性高、分散性好、无毒、低烟以及相容性好
特勒公司；FTT 锥形量热仪，英国 FTT 公司；
等突出优点 [12-14] ，二烷基次磷酸盐结构如下所示。 JSM-7610F 电子扫描显微镜，日本电子株式会社。

1.2 试样制备
PA66 复合材料的配方见表 1。

表 1 PA66 复合材料配方
金属阳离子的存在可防止阻燃剂挥发损失，同 Table 1 Formula of PA66 composites
样品 w( PA66)/% w(ADP)/% w(BOZ)/% w(PTFE)/%
时具有抑烟作用。文献报道，二烷基次磷酸盐阻燃
#
1 99.7 0 0 0.3
剂可用于 PA6 的阻燃。金松 [13] 等合成了异丁基次磷
#
2 91.7 8 0 0.3
酸铝阻燃剂，通过熔融共混法制备了阻燃 PA6 复合
#
3 89.7 10 0 0.3
材料。当阻燃剂质量分数为 20%时，复合材料 LOI #
4 91.7 7.7 0.3 0.3
值为 26.4%，UL94 测试达到 V-0 级。程宝发 [15] 等将 5 91.7 7.5 0.5 0.3
#
二乙基次磷酸铝应用于阻燃 PA6 中，质量分数为 6 91.7 7.2 0.8 0.3
#
22%时，复合材料的 LOI 值为 33.5%，UL94 测试达
按表 1 称取 PA66、ADP、BOZ 以及 PTFE，90 ℃
到了 V-0 级。但是还鲜有二烷基次磷酸盐用于阻燃
下干燥 8 h 后，将各组分在高速搅拌机下混合均匀，
PA66 的报道。
然后经双螺杆挤出机挤出，得到均匀的颗粒状粒料，
苯并嗪（BOZ）是近年来发展起来的一种新
型热固性树脂 [16-19] ，具有优异的抗静电性和耐热性， 挤出机各段温度分别为 260、265、265、265 和 260 ℃，
螺杆转速为 120 r/min。所得粒料在 100 ℃烘干 4 h
较强的分子结构设计能力及超高残炭率（可达
后，使用注塑机注塑成标准试样，进行相关测试，
60%~70%）等优点，其分子结构中的氮和羟基可以 注塑温度为 265~270 ℃。
形成氢键，具有灵活的设计性 [20-22] 。单体结构如下
1.3 性能测试与表征
所示： [23]
垂直燃烧性能（UL94）按 GB/T2408—2008
测试，样条规格为 125 mm×13 mm×3.2 mm； LOI
按 GB/T2406.2—2009 [24] 测试，样条规格为 80 mm×
10 mm×4 mm；锥形量热仪测试按 ISO 5660—1∶
[25]
2015 测试，样品规格为 100 mm×100 mm×6 mm，热
辐射功率为 50 kW/m ; 锥形量热测试之后得到的残
2
本文拟采用二乙基次磷酸铝（ADP）为主阻燃 炭，经过真空喷金处理观察残炭表面形貌，加速电
剂，双酚 A 型 BOZ 作为协效成炭剂，用于阻燃 PA66， 压为 5 kV，放大倍数为 10000 倍；热失重测试温度
并对复合材料的阻燃性能和力学性能进行了综合评 范围 25~800 ℃，升温速率 10 ℃/min，氮气气氛，
价和分析，以研究 BOZ 和 ADP 在阻燃 PA66 中的协 气体流速为 50 mL/min。
效作用。 按 GB/T1040.1—2006 [26] 测试样品的拉伸强度，