尼龍常見的添加型和反應(yīng)型阻燃劑都有哪些
??????? 尼龍(PA)是分子主鏈中含有酰胺鍵(—NHCO—)的熱塑性工程塑料。PA的品種繁多,主要是有PA6,PA66,PA610,PA1010,PA11等,在其中PA6和PA66的工業(yè)生產(chǎn)和真正應(yīng)用更為順利。PA材料垂直燃燒級別做到UL94V-2級,極限氧指數(shù)(LOI)為24%上下,于室溫下能自行滅掉,具備相應(yīng)的阻燃性能,但因為應(yīng)用范圍的不斷拓展,電子電氣、工程建筑等行業(yè)對PA的阻燃性能提出了更高一些的標(biāo)準(zhǔn),必須垂直燃燒級別做到UL94V-0級,LOI做到28%以上。因此尼龍防火大勢所趨。
一、尼龍應(yīng)用添加型阻燃劑
添加型阻燃劑利用共混的方式 把阻燃劑分散化在基體中,制作防火PA。該方式 盡管易于對材料的力學(xué)特性產(chǎn)生不良影響,可是流程簡單、機(jī)器設(shè)備投資少、應(yīng)用廣泛性,是當(dāng)前制作防火PA的主要方式 。
鹵系阻燃劑。鹵系阻燃劑主要是包含溴系阻燃劑和氯系阻燃劑。其應(yīng)用范圍較廣、生產(chǎn)量與需求大,在我國需求所占比率做到阻燃劑需求總量的30%以上。傳統(tǒng)的鹵系阻燃劑有雙(六氯環(huán)戊二烯)環(huán)辛烷、十溴二苯醚、四溴雙酚A等。盡管鹵系阻燃劑有諸多優(yōu)勢,可是在防火過程中會產(chǎn)生有害氣體。溴化聚苯乙烯(BPS)、十溴二苯基乙烷做為新型的高效阻燃劑的代表,在保持了阻燃性能的另外,更為的環(huán)保與安全,是鹵系阻燃劑關(guān)鍵的發(fā)展趨勢。三氧化銻、錫酸鋅、硼酸鋅和鹵系阻燃劑有非常好的協(xié)同效應(yīng),和BPS、十溴二苯基乙烷協(xié)同應(yīng)用時,能獲得阻燃性能出色另外能抑煙的鹵系防火PA。
氮系阻燃劑。氮系阻燃劑主要是有三聚氰胺(MA)、聚磷酸三聚氰胺(MPP)、三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)。因為其環(huán)境友好、抗紫外線、防火效率高的優(yōu)勢,氮系阻燃劑是國內(nèi)外研究與研發(fā)的熱門。氮系阻燃劑的防火機(jī)理某一方面是氣相利用燃燒過程中受遇熱分解產(chǎn)生的N2,CO2,H2O等不易燃?xì)怏w,稀釋易燃?xì)怏w的濃度。另一方面是固相在受熱時在材料表層產(chǎn)生炭層,發(fā)揮了隔絕熱量、隔絕氧氣、抑制煙氣的功能。氮系阻燃劑通常和三氧化二銻、鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑協(xié)同應(yīng)用。
磷系阻燃劑。磷系阻燃劑分成無機(jī)磷和有機(jī)磷兩類,當(dāng)中無機(jī)磷系阻燃劑主要包含紅磷和聚磷酸銨、磷酸鹽及其衍生物等,有機(jī)磷系阻燃劑包括亞磷酸酯、有機(jī)磷酸酯和有機(jī)次磷酸鹽等。有機(jī)磷阻燃劑中,次磷酸鹽阻燃劑因其優(yōu)良的阻燃性能和環(huán)境友好的特性得到了廣泛性的青睞。
膨脹型阻燃劑。膨脹型阻燃劑(IFR)在PA阻燃體系中得到了愈加廣泛性的青睞。IFR通常由氣源、酸源和炭源組成。氣源在高溫環(huán)境下分解出氣體,酸源在高溫環(huán)境下分解出酸性物質(zhì),炭源經(jīng)過了高溫環(huán)境條件下可產(chǎn)生炭層。比較常見的IFR主要是氮磷協(xié)效IFR,它融合了氮系阻燃劑和磷系阻燃劑各有的優(yōu)勢。例如,可以用三聚氰胺、對氨基苯磺酸和多磷酸銨做為原材料制取單分子膨脹型阻燃劑,對PA11開展阻燃。
金屬氧化物阻燃劑。金屬氧化物阻燃劑中氫氧化鎂(MH)和氫氧化鋁(ATH)的應(yīng)用極為廣泛性,我國ATH阻燃劑的需求在全部阻燃劑需求中比重最高,達(dá)到總數(shù)量的31%。Sb2O3在阻燃劑中的應(yīng)用也非常廣泛,Sb2O3和鹵系阻燃劑、氮系阻燃劑等協(xié)效應(yīng)用。
無機(jī)納米阻燃劑。無機(jī)納米阻燃劑具備阻燃高效率、環(huán)境友好、可改進(jìn)相容性等優(yōu)勢,變成了目前科學(xué)研究的熱門課題其一。其包括埃洛石(HNTs)、碳納米管(CNTs)、于很多層狀硅酸鹽(高嶺土、蒙脫土等粘土成分)粒子等。
二、尼龍反應(yīng)型阻燃劑
反應(yīng)型阻燃劑是把阻燃劑分子內(nèi)的阻燃官能團(tuán)利用共聚的方法鏈接到PA上,制取阻燃PA。該方法制取的阻燃高效率,阻燃功效長久,解決了阻燃劑的暴露和遷移問題,可是流程繁雜、機(jī)器設(shè)備成本大、工業(yè)化應(yīng)用受到限制。
反應(yīng)型阻燃劑一經(jīng)引進(jìn)PA內(nèi),就可以得到阻燃效果更好、阻燃性能長久的阻燃PA。例如,可以利用9,10-二氫-10[2,3-二(羥基羰基)丙基]-10-磷雜菲-10-氧化物(DDP)和3-羥基苯基氧膦基丙酸(3-HPP)上的羧基和ε-己內(nèi)酰胺開展縮聚反應(yīng)制取阻燃PA6。