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常用的七大尼龍阻燃劑

來源:米萬科技 發(fā)布日期:2021-11-22 10:23:06
   尼龍(聚酰胺PA),是一種集力學(xué)性能、耐熱性、耐化學(xué)性和自潤滑性等于一體的工程塑料,廣泛應(yīng)用于汽車、電子電氣、機(jī)械、紡織、日用品等領(lǐng)域。然而PA的氧指數(shù)較低,易燃燒而引發(fā)火災(zāi),PA的燃燒是一個(gè)伴隨著氧化降解的過程。PA首先熔融致使材料形成黏流態(tài),隨著熱量的傳遞,分子鏈段將會(huì)斷裂形成自由基,生成乙烷、丙烷等氣體。

PA阻燃方法
1)反應(yīng)型:將阻燃劑單體接枝到PA主鏈上或與PA單體發(fā)生共聚反應(yīng),該體系得到的復(fù)合材料較穩(wěn)定,材料性能受阻燃劑的影響不大,但該方法操作加工比較復(fù)雜,難以工業(yè)化生產(chǎn);
2)添加型:采用機(jī)械共混的方法將PA與添加型無鹵阻燃劑(如磷、氮系列阻燃劑、無機(jī)填料等)共混形成均勻的復(fù)合材料。該方法易操作,成為目前PA阻燃的主要途徑。

阻燃等級(jí)通常使用垂直燃燒測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)判,可將其分為V-0、V-1、V-2級(jí),其中V-0級(jí)別的阻燃效果最好。

尼龍阻燃劑
現(xiàn)存的阻燃劑按品種可分為鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑、氮系阻燃劑、金屬氫氧化物阻燃劑等。其中,鹵系阻燃劑由于在高溫時(shí)容易產(chǎn)生有毒氣體已經(jīng)被很多國家禁用。對(duì)于尼龍來說,阻燃劑必須有較好的熱穩(wěn)定性以適應(yīng)高加工溫度,同時(shí)還要有較好的相容性。

1.十溴聯(lián)苯醚
優(yōu)點(diǎn):成本低廉因而在國內(nèi)應(yīng)用最廣,由于其較高的溴含量而對(duì)尼龍具有較高的阻燃效率。
缺點(diǎn):是一種填料型阻燃劑,因而對(duì)加工流動(dòng)性及產(chǎn)品的物理機(jī)械性能有很大的負(fù)面影響。且其熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性也較差。

2. 聚磷酸銨(APP)
聚磷酸銨(APP)通過降低尼龍的降解溫度、改變最終氣相產(chǎn)物的組成參與了尼龍的熱降解過程,同時(shí)在聚合物基體上形成蜂窩狀炭化覆蓋層,隔斷兩相界面的熱量和物質(zhì)傳遞,起到了保護(hù)基體的作用。
由于成炭有流動(dòng)趨勢(shì),會(huì)導(dǎo)致炭層下面的基材暴露,增大了燃燒的危險(xiǎn)性。加入一些無機(jī)添加劑,如滑石粉(Talc)、MnO2、ZnCO3、CaCO3、Fe2O3、FeO、Al(OH)3等, 阻燃效果增加。
在聚磷酸銨(APP)添加量為20%的尼龍6中加入以上一種添加劑(1.5%~3.0%),LOI值可升至35%~47%,達(dá)到V-0級(jí)。

3. 氮系阻燃劑(MCA、MPP等)
適用于尼龍的氮系阻燃劑主要有MCA(三聚氰胺氰尿酸鹽)、MPP(三聚氰胺聚磷酸鹽)等。
關(guān)于其阻燃機(jī)理,一方面是“升華吸熱”的物理阻燃方式,即通過阻燃劑的“升華吸熱”降低聚合物材料的表面溫度并隔絕空氣而達(dá)到阻燃的目的,另一方面是凝聚相中阻燃劑與尼龍相互催化直接碳化膨脹機(jī)理。
優(yōu)點(diǎn):氮系阻燃劑低毒、不腐蝕、對(duì)熱和紫外線穩(wěn)定、阻燃效率好且價(jià)廉。
缺點(diǎn):以其阻燃的塑料加工困難、在基材中分散性較差、熱穩(wěn)定性差,且由于易吸潮而使得制品在潮濕環(huán)境下電性能較差。

4.溴化苯乙烯聚合物
優(yōu)點(diǎn):具有極其優(yōu)越的熱穩(wěn)定性,并且由于它與尼龍是熔融可混的,因而在加工過程中具有很好的流動(dòng)性。此外,用它制備的阻燃尼龍還具有優(yōu)越的電性能和較好的物理機(jī)械性能。
缺點(diǎn):光穩(wěn)定性較差,與尼龍不能完全相容且成本較高

5.十溴二苯氧基乙烷
優(yōu)點(diǎn):與十溴聯(lián)苯醚具有相同的溴含量和同樣高的阻燃效率,且與溴化苯乙烯聚合物一樣無DPO的問題。還具有較好的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性。
缺點(diǎn):填料型阻燃劑,因此與聚合物相容性較差,加工流動(dòng)性和制品的物理機(jī)械性能較差。此外與十溴聯(lián)苯醚相比成本較高。

6.德克隆(也稱敵可燃、DCRP)
DCRP是一種在尼龍中應(yīng)用了許多年的阻燃劑,它是一種含氯的阻燃劑,具有較高的阻燃效率和電性能,但其在熱穩(wěn)定性方面的局限性使之僅適用于加工溫度較低的尼龍阻燃體系。

7. 紅磷
優(yōu)點(diǎn):有效磷含量高,同等阻燃等級(jí)下,添加量比其它的阻燃劑更低,使尼龍能較好的保持自身的力學(xué)性能。
缺點(diǎn):制品顏色只能是紅顏色,且紅磷易燃,能與水反應(yīng)生成高毒性的磷化氫。一般只應(yīng)用于尼龍6中。(將普通紅磷進(jìn)行微膠囊化或母?;梢?guī)避其缺點(diǎn)。)
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