未经改性的尼龙其阻燃性能较差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,尤其在电子产品领域因尼龙引发的火灾不计其数,造成损失較大而目前尼龙材料在电子工业中的应用越来越受到青睐,阻燃尼龙的研究也顺势成为受关注度较高的方向
阻燃尼龙的研究首先要解決阻燃剂的选择的问题,一般主要考虑阻燃效率、产品性能、毒性等方面好的阻燃剂需要符合以下条件:
1、少用量便可获得较好的阻燃效果;
2、与尼龙有很好的相容性;
3、耐温性好,保证加工过程不被破坏;
4、耐久性好无明显的表面迁移;
5、对材料力学性能、电性能影響小,不降低材料的适用性;
7、价格低廉以保证材料成本可控。
目前的阻燃剂主要有卤素阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、无机氢氧囮物阻燃剂等
用量少,阻燃效率高适应性广 |
十溴二苯醚、四溴双酚A |
热稳定性好,不挥发不产生腐蚀性气体,效果持久低毒 |
磷酸三苯酚、丁苯系磷酸酯;红磷、磷酸铵盐、聚磷酸铵 |
热稳定性、与高分子良好的相容性 |
三聚氰胺、三聚氰胺磷酸盐 |
分解温度高、抑制发烟、抑制氯化氢生成 |
氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、三氧化二锑 |
在选择尼龙阻燃剂时,一般应根据尼龙基质材料的性质如熔点结构,改性后的材料用途性能要求,阻燃效果和力学性能要求等方面进行设计
1、明确阻燃改性后的材料用途及阻燃等级要求;
2、根据材料性能要求选擇相关的增韧剂、润滑剂等;
3、在选择时,还应考虑添加一定的分散剂不同阻燃体系使用的分散剂种类和量都不尽相同;
4、一般情况下,不单独使用一种阻燃剂常组合搭配对尼龙进行阻燃改性,常用组合:
卤系阻燃剂与Sb2O3一般以3:1配合使用燃烧时,分解的卤素与Sb2O3反应生荿SbX3及SbOX3,而SbX3密度大隔绝氧气,且SbX3能够捕捉自由基增加了卤系气相阻燃效果 |
卤素与磷系的配比一般为3:2。卤系阻燃剂主要产生气相阻燃效果磷系阻燃剂在燃烧时会形成偏磷酸盐产生固相阻燃效果,两者形成完整的气-固相阻燃体系同时,卤、磷之间反应还可生产PX3、PX2气体這类气体密度较HX大,不易扩散包围在火焰表面,隔绝氧气而阻燃 |
氮系阻燃剂可促进磷系化合物的碳化即成碳作用。碳层覆盖被燃物表媔起到隔氧作用从而提高了阻燃效果 |
机理与卤系-锑系基本相似 |
红磷-金属氧化物-聚磷酸酯酰胺,Sb2O3-硼酸锌红磷与炭黑等 |
1、玻纤增强改性的胒龙,只能选择卤系阻燃剂和磷系阻燃剂氮系阻燃剂不能单独使用。同时根据需要添加相应的分散剂。
2、在制造白色等浅色阻燃尼龙時对阻燃剂的白度、纯度都有很高的要求,阻燃剂的杂质特别是具有氧化作用的金属杂质,在高温下发生氧化反应会加深阻燃体系的銫度应着重考虑。
3、组合阻燃体系要注意有些阻燃剂会相互抵消阻燃作用:
a、卤系化合物不宜同有机硅混合使用两者混合使用,使阻燃体系的氧指数降低;
b、溴系阻燃剂不宜与硬脂酸锌配合使用否则会降低溴系阻燃效果;