PA6无卤阻燃用MCA，该怎么加才能效果最大化？

电子电器用PA6工程塑料的适用阻燃剂一般有磷系阻燃剂、氮系阻燃剂和无机阻燃剂。

MCA（三聚氰胺脲酸盐）是一种含氮无卤环保型阻燃剂，具有含氮量高、低毒、低烟和高效等优点。其阻燃的PA6工程塑料，具有高力学性能、高阻燃性、低烟密度和高的相比电痕化指数(CTI，可达 600 V) 等优点，应用广泛。

但目前市场上开发的无卤阻燃PA6工程塑料常存在阻燃性能不稳定 ( 滴落棉燃)、着色色泽不均一和结晶速度慢 (成型周期长) 等缺点。那如何使用MCA才能实现阻燃效果的最大化呢？

MCA多应用于非增强PA体系，阻燃机理为：改变材料的热降解历程，促进材料的炭化效果，同时高温下会分解出大量的惰性气体，这些惰性气体在释放过程中会使材料燃烧的炭化层膨胀发泡，从而隔绝氧气，阻止燃烧；MCA 还能改善材料的流动性，增加材料燃烧时的滴落速度，带走大量的燃烧热，减少燃料，起到阻燃效果。

将常规粒径1.4~1.8μm的MCA–25添加到PA6中，通过改变其用量，考察其对阻燃PA6工程塑料力学性能和阻燃性能的影响，结果见表1。

MCA用量为12~14份时，阻燃性最好，燃烧中无黑烟，烟密度低，无刺激性气味，但存在阻燃性不稳定的缺陷，还可以继续优化。

MCA的粒径对MCA在PA6中的分散有直接影响，从而影响阻燃性能。采用12份MCA用于阻燃PA6，考察MCA的粒径对材料性能影响，结果见表2 。其中，MCA–10：粒径≤1.1μm；MCA–15：粒径1.1~1.4μm；MCA–25：粒径1.4~1.8μm；MCA–50：粒径＞1.8μm。

随着 MCA 粒径的增大，材料的力学性能呈先升高后降低趋势。同时粒径对阻燃性影响明显，粒径越大，阻燃性越差。综合比较，MCA 的粒径为 1.1~1.4μm( 即采用 MCA–15) 时综合性能最好。

MCA 的粒径为1.1~1.4 μm、用量为12份时，综合性能最好，但在阻燃方面仍存在滴落棉燃的问题，这可能是由 MCA在 PA6中分散不均匀所导致。采用硅烷偶联剂对MCA进行表面处理，可解决其在PA6树脂中的分散性和相容性问题。不同用量 (MCA 质量的百分数 ) 的硅烷偶联剂对MCA进行表面处理后，材料的相关性能见表3。

经偶联剂KH-560处理后，材料的阻燃性和力学性能改善明显。阻燃等级由之前的V-2提升到V-0级。综合比较来看，偶联剂用量为1%时综合性能最好。

阻燃尼龙在加工时，要求有良好的注塑加工成型性和良好的着色性及颜色均一性。采用0.5份不同类型的润滑剂，考察润滑剂类型对材料着色均匀性的影响，具体结果如表4所示，对阻燃PA6的性能影响如表5所示。

可以看到，阻燃PA6的颜色均一性在加入润滑剂后均有所改善，这可能是由于润滑剂显著改善了色粉在阻燃 PA6中的分散性。三种润滑剂中，E蜡的分散效果最好，相应材料的色泽最均匀。三种润滑剂的加入都导致力学性能有所降低，在阻燃性方面，E蜡对阻燃性无影响，TAF和硬脂酸钙的引入使阻燃性有所变差，三者综合比较，E蜡效果最好。