PA6四類常見阻燃劑簡(jiǎn)介

??????? 依據(jù)阻燃劑與PA6基體的組合方法，可以將PA6中使用的阻燃劑分成反應(yīng)功能型阻燃劑及填充功能型阻燃劑兩類。在其中，反應(yīng)功能型阻燃劑在PA6聚合制備或生產(chǎn)加工成型環(huán)節(jié)中添加，該類阻燃劑可以化學(xué)接枝在PA6分子鏈中，由此將阻然元素或基團(tuán)引進(jìn)PA6中。反應(yīng)功能型阻燃劑的穩(wěn)定性能好，對(duì)PA6本身的特性影響較小，可是，反應(yīng)功能型阻燃劑的使用環(huán)節(jié)具有工序標(biāo)準(zhǔn)復(fù)雜性、成本高等問題，

一、磷系阻燃劑

在無鹵阻燃劑中，磷系阻燃劑的產(chǎn)量最高，使用范疇最廣。在阻然機(jī)理方面，磷系阻燃劑主要是起到了凝聚相阻然機(jī)理。

紅磷是典型性的無機(jī)阻燃劑，因其成份僅包含磷，故在7%的添加量下，就可以顯著改進(jìn)PA6的阻燃性，使其做到UL94V-0級(jí)。但是，紅磷化學(xué)性質(zhì)活躍，在通常標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)存時(shí)，易產(chǎn)生氧化，另外，純無機(jī)磷與有機(jī)PA基體相容性不佳；為化解以上問題，通常將紅磷制備成微膠囊化阻燃劑來使用。研究表明，在15%玻纖增強(qiáng)的PA6中添加16%的微膠囊紅磷，可使材料的極限氧指數(shù)升高至28.5%，材料阻燃標(biāo)準(zhǔn)可以做到UL94V-0級(jí)。

聚磷酸銨是另一種主要的無機(jī)磷阻燃劑，在PA6材料中普遍使用，研究表明，單獨(dú)使用聚磷酸銨時(shí)，其使用量超過30%阻然效果才非常顯著。將聚磷酸銨與其他磷系阻燃劑合用可以提升其阻然效率，分析結(jié)果顯示，在聚磷酸銨添加量做到25%時(shí)，材料的熱釋放速度峰值降低44.3%，總熱釋放量降低20.2%，PA6的阻燃性得以顯著提升。但是，該分析人員還發(fā)現(xiàn)，單純提升聚磷酸銨使用量難以克服PA6燃燒中的有焰滴落現(xiàn)象，因而需考慮到在使用聚磷酸銨為阻燃劑的PA6中添加一些的抗滴落助劑。

二、鹵系阻燃劑

鹵系阻燃劑因?yàn)榕cPA6相容性好，阻然高效率，在PA6中的使用很普遍。另外，鹵系阻燃劑還可以與金屬氧化物類阻燃劑、含磷阻燃劑、成炭劑等一起使用起到協(xié)效阻然的功能。現(xiàn)階段，十溴二苯醚(DBDPO)、溴化聚苯乙烯(BPS)、五溴二苯醚(PBDO)、聚二溴苯乙烯(PDBS)、聚丙烯酸五溴(PPBBA)、溴化環(huán)氧樹脂(BER)是阻然PA6材料中常見的阻燃劑。十溴二苯乙烷來取代十溴二苯醚，以化解阻燃劑產(chǎn)生二惡英的問題，還將十溴二苯乙烷與三氧化二銻合用，以改進(jìn)PA6的阻燃性，當(dāng)二者使用比例為13:5時(shí)，阻然改性PA6的阻燃標(biāo)準(zhǔn)可做到UL94V-0級(jí)，另外，該材料的其他特性均與純PA6相同。

三、無機(jī)阻燃劑

無機(jī)阻燃劑借助了無機(jī)物很難燃燒的特點(diǎn)，具備有害煙塵形成量少、耐熱性好、不易變性不起作用等優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)在，金屬氫氧化物和無機(jī)納米填充料是兩種在阻燃PA6中主要采用的無機(jī)阻燃劑。氫氧化鎂與其他阻燃組分合用，也可以發(fā)揮較好的協(xié)同阻燃成效。我國研究者將氫氧化鎂與氫氧化鋁以3:1的比率復(fù)配做為阻燃劑，在玻纖增強(qiáng)PA6中采用可使材料的抗拉強(qiáng)度維持在100MPa以上，彎曲強(qiáng)度超出150MPa，極限氧指數(shù)做到31.7%。無機(jī)納米填充料除去可以改進(jìn)PA6的阻燃性，還能提升材料的耐磨性，提升材料的導(dǎo)電、傳熱系數(shù)，改進(jìn)PA6的著色成效。此外，無機(jī)納米填充料價(jià)格便宜，在PA6中填充對(duì)降低材料的綜合成本有顯著效果?，F(xiàn)在，常見的無機(jī)納米填充料包含石灰石、蒙脫土、滑石粉、二氧化硅、硅樹脂、硅灰石、硫酸鈣等。這類無機(jī)填充料自身不能燃燒，另外能發(fā)揮加速PA6燃燒炭化、降低PA6熔滴、隔絕熱量與小分子傳遞等效果。將無機(jī)納米填充料與其他種類阻燃劑復(fù)配采用在阻燃PA6中，能做到理想的阻燃成效，

四、氮系阻燃劑

氮系阻燃劑一樣是一類廣泛采用的非鹵系環(huán)保阻燃劑，具備毒性小、耐熱性好、價(jià)低、無腐蝕性等優(yōu)勢(shì)。在其中，三聚氰胺MA對(duì)PA6阻燃性的改進(jìn)成效比較顯著。為克服MA在PA6基體中分散性不佳，通常必須復(fù)配其他組分做好采用。巴斯夫公司將MA與氟化物做好復(fù)配，制取出了KR4025系列阻燃劑，該阻燃劑用以PA6中，可使材料兼顧高韌性和較好的阻燃性。三聚氰胺氰尿酸鹽MCA本質(zhì)上是一類由MA與氰尿酸在氫鍵作用下構(gòu)成的大平面結(jié)構(gòu)復(fù)合物，近些年將MCA用作PA6阻燃改性就是一受歡迎課題。三聚氰胺聚磷酸鹽能獨(dú)立或與無機(jī)氧化物結(jié)合做為阻燃劑。有研究發(fā)現(xiàn)，用三聚氰胺和多磷酸鹽制取了一類含氮磷協(xié)效阻燃劑，當(dāng)該阻燃劑在玻纖增強(qiáng)PA6中的用量為25%時(shí)，相對(duì)應(yīng)的玻纖增強(qiáng)PA6的阻燃等級(jí)可做到UL94V-0級(jí)，另外該材料的抗拉強(qiáng)度、拉伸彈性模量、缺口沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度及彎曲彈性模。

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