尼龙66的阻燃概况
文章出处:徐州腾飞工程塑料有限公司 发布时间:2017-06-23 09:21:00 点击数:- 【大 中 小】
尼龙66相对易燃,氧指数为24,燃烧时容易滴落、起泡,限制了在交通、建筑、电子电器等领域的应用。要使PA66阻燃性能达到要求,必须添加适量的阻燃剂。目前工业上使用的阻燃玻纤增强尼龙66主要是添加十溴联苯醚、溴代环氧树脂等卤系阻燃剂。由于含卤阻燃材料在燃烧时生成大量的烟雾和有毒且具有腐蚀性的气体,可导致对人体呼吸道和其他器官的危害。因此,欧盟在2002年3月公布了《限制有害物质指令》和《废弃电子电器设备指令》两个指令。
①尼龙66的磷系阻燃
根据磷系阻燃剂的组成和结构,可以分为无机磷系阻燃剂和有机磷系阻燃剂。无机磷系阻燃剂主要包括红磷、磷酸盐和聚磷酸铵。有机磷系阻燃剂包括磷酸酯、亚磷酸酯等。
适用于尼龙66的含磷阻燃剂有红磷、次磷酸盐及反应型含磷阻燃剂等。红磷中有效磷含量高,在燃烧时比其他磷化合物产生更多的磷酸。红磷在有水生成的条件下可以被氧化为粘性磷的多种含氧酸,这些酸既可覆盖于尼龙66表面,又可在尼龙66表面催化加速其脱水炭化,降低材料的质量损失速度和可燃物与内部的高聚物基质隔开。在尼龙66中添加小于10%的红磷就能很好的解决材料的阻燃性和耐漏电性的矛盾。
次磷酸盐是今年开发的新一代磷系阻燃剂,其在凝聚相发挥阻燃作用,是有效的成炭促进剂,以它为活性组分,再加入含氮成分的协效剂可取的良好的阻燃效果。
②尼龙66的氮系阻燃
氮系阻燃剂由于挥发性小、本身及分解产物的低毒性,符合了当今阻燃剂向高效低毒方向发展的潮流,今年来在国内外受到了广泛的研究和应用。符合尼龙66的含氮阻燃剂主要有三聚氰胺(MA)、氰脲酸三聚氰胺(MCA)、聚磷酸三聚氰胺(MPP)等。三聚氰胺系阻燃剂具有较高的阻燃效率,主要原因是它燃烧时释放CO2、NH3、N2惰性气源,这种惰性气源可稀释氧气和高聚物分解产生的可燃气体浓度;另外,生成的不燃气体可带走一部分热量,降低聚合物表面温度;生成的N2能捕获自由基,抑制高聚物的连锁反应,从而阻止聚合物的燃烧。三聚氰胺系阻燃剂多与含磷阻燃剂,成炭剂复配组成膨胀型阻燃体系。
③尼龙66的膨胀型阻燃
膨胀型阻燃剂是现代发展极快的一类环保型阻燃剂,以磷、氮为主要活性组分,不含卤素,也不采用氧化锑为协效剂,一般由酸源、碳源、气源三部分组成。酸源一般指无机酸或加热至一定温度能生成无机酸的化合物。碳源主要是一些含碳量的多羟基化合物,它是形成泡沫炭化层的基础。气源也称发泡源,一般为三聚氰胺、聚磷酸铵等。尼龙66中含有这类阻燃剂,受热时分解出不燃性气体(氨气、水蒸气等),并在聚合物表面生成一层均匀的炭质泡沫层,此层隔热、隔氧、抑烟,并能防止产生熔滴,具有良好的阻燃性。
④尼龙66的硅系阻燃
硅系阻燃剂作为无卤阻燃剂的一种,也是目前研究的一个热点。按组成和结构可以分为无机硅和有机硅系阻燃剂。前者主要为SiO2,兼有补强和阻燃作用。其阻燃机理是:当塑料燃烧时形成SiO2覆盖物,起到绝热和屏蔽双重作用。有机硅阻燃剂主要有硅树脂、硅橡胶及有机硅烷醇酰胺等,有机硅系阻燃剂高效、低毒、无污染、发烟少,对树脂的使用性能影响小,阻燃性能优异,因而倍受重视。其阻燃机理是:当高分子材料燃烧时,有机硅分子中的SiO键形成SiC键,生成的白色燃烧残渣与碳化物构成复合无机层,可以阻止燃烧生成的挥发物外逸,阻隔氧气与基质接触,防止熔体滴落,从而达到阻燃的目的。且有机硅阻燃剂的存在,还能改善被阻燃材料的成型加工及机械、耐热等性能。硅系阻燃剂通常需要和其他组分配才有较好的阻燃效果。
⑤尼龙66纳米级金属氢氧化物阻燃
金属氢氧化物如氢氧化铝,氢氧化镁属于无机添加型阻燃剂,与同类阻燃剂相比具有热稳定性好、毒性低或五毒、不产生腐蚀气体、在储存过程中不挥发、不易析出等优点。其阻燃作用主要表现在对燃烧的隔绝、冷却和稀释效应。这些阻燃剂遇热分解会吸热,降低材料表面燃烧温度,同时放出水蒸气,稀释可燃气体。同时,分解产物氧化镁、氧化铝与碳化物一起形成一层不活泼的障碍层,包围基体免受火焰的作用。由于氢氧化物阻燃剂与聚合物的相容性差。
⑥尼龙66蒙脱土纳米阻燃
近年来,聚合物基蒙脱土纳米复合材料已引起人们的广泛关注。这类材料具有有机和无机材料的双重优点,并通过两者之间的耦合作用产生出许多优异的性质,被应用于汽车、化工、电子、航天等领域,有着广阔的发展前景。纳米复合材料阻燃课题研究的前沿是美国Corndll大学以及美国国家标准与技术研究所,他们研究了尼龙6、聚丙烯和聚苯乙烯纳米复合材料的阻燃性,并获得了初步成果。
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