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尼龙(PA)阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-12-5 10:52:24
聚酰胺俗称尼龙(PA),是分子主链上含有重复酰胺基团(-NHCO-)的热塑性树脂总称。尼龙因具有良好的力学性能、电性能、耐热性、韧性、耐油性、耐磨性、自润滑性、耐化学药品性等优良性能,广泛的应用于各个领域。

未经改性的尼龙其阻燃性能较差,其垂直燃烧只能达到UL94 V-2级,氧指数为24左右,并且在燃烧过程中产生滴落,属于易燃材料,在使用过程中极易引发火灾。尤其是在电子产品领域,因尼龙而引发的火灾不计其数,造成损失较大,因此,尼龙(PA)阻燃剂成为当今学术界与工业界共同关注与攻关的课题。

玻纤增强填充系列材料系不同含量玻纤、矿粉增强填充PA材料,主要包括玻纤增强填充PA6以及玻纤增强填充PA66两大系列,具有高强度、高刚性、高耐热、良好的尺寸稳定性以及成型工艺性。可以用注射、模压、挤出等方法成型,广泛应用于汽车、电器等行业。

原料中水分的影响因尼龙分子结构中都含有极性强的酰胺(-CONH-)基团,在空气中暴露,易与空气中的水分子结合形成氢键,吸水性较大,这使得尼龙在高温熔融状态下极易发生水解反应,降低其分子量,并进而降低其力学性能,因此,在加工使用前必须对尼龙原料进行充分的干燥。干燥条件为:

鼓风干燥温度 100℃~110℃ 时间为6~8h

真空干燥温度 85±5℃ 时间为6~8h

加工温度的影响挤出成型工艺中的加工温度应遵循以下原则:进料段温度略低于原料熔点,使尼龙呈半熔融状态;这是为了保证物料能够稳定进入螺杆,并能沿螺杆轴向方向输送;压缩段温度高于熔点,一般约高10~15℃,使之完全熔融;这一段区,尼龙熔体受到螺杆剪切混炼作用,会产生较大的剪切与摩擦热;计量段温度与压缩段接近或略低于压缩段温度,在该区,尼龙熔体受热均匀,易实现稳定流动;机头温度较计量段略低,基本接近熔点温度,以避免熔体破裂而造成制品的厚薄不均;冷却介质的温度及冷却速度也应进行适当的调整。


,继续在70℃下通入氯气生成二氯代磷酸三苯酸,再于80℃下进行水解生成磷酸三苯酯tpp。水解物经水洗、碱中和、浓缩后进行减压蒸馏得成品。


一些液态阻燃剂可提高熔体的流动性。阻燃剂属于小分子物质,它的加入在尼龙树脂基体中可以起到增塑作用,从而提高流动性,典型的阻燃剂MCA,既是阻燃剂又是良好的润滑剂。

尼龙(PA)阻燃剂的加入可能导致尼龙冲击强度、弯曲强度等力学性能下降。但随着对各种工程塑料的要求越来越高,在满足制品阻燃性能的同时,对尼龙进行增强改性,目前采用玻璃纤维来增强尼龙是广泛使用的一种方式,玻纤增强的尼龙制品具有高强度、高热变形温度、成型收缩率低、流动性下降、抗冲击强度大大提高等特性。

尼龙用阻燃剂的发展趋势。目前尼龙(PA)阻燃剂种类较多,溴系阻燃剂如十溴联苯醚、十溴联苯乙烷等,磷系阻燃剂如红磷、三聚氰胺、氰脲酸盐(MCA),固体阻燃剂如三氧化二锑、硼酸锌等,一些阻燃剂之间的协同效果。

从使用效果和用量来看,在尼龙(PA)阻燃剂阻燃体系中,含卤阻燃剂体系是使用最为广泛的。含卤阻燃体系中在国外应用比较广泛的是聚溴化苯乙烯,它是二溴苯乙烯的均聚物,具有优异的热稳定性及与尼龙良好的混熔性,且在加工过程中具有良好的流动性,但其光稳定性差且成本较高,在国内并未普及使用;在国内应用比较广泛的是十溴联苯醚,因其溴含量较高、添加量少、阻燃效果好且成本较低,而成为国内众多企业优先选用的最为经济的一类阻燃剂,但是其燃烧时释放出有害气体及有毒物质DPO(即所谓的二恶英)等对人体有极大的伤害性。

近年来,因欧盟RoHS/WEEE指令的颁布,业内的专家学者正致力于寻找实用高效的环保的无卤素阻燃剂。无卤阻燃体系应用较广的是红磷和三聚氰胺盐类。但是红磷因其本身带色的缘故只能用于黑色制品,且一般只用于尼龙6中,应用范围极窄;此外应用较为普遍的是三聚氰胺盐类,主要是三聚氰胺脲酸盐和磷酸盐,但是其阻燃效果不佳,添加量大且不能达到较高的阻燃等级,也只能适用于阻燃要求不高的场合。

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