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 20  专注高分子材料

抗紫外线、抗黄变

常见的尼龙用阻燃剂品种及其优缺点

       尼龙(PA)是一种集力学、耐热性、耐化学性和自润滑等性能于一体的工程塑料,广泛应用于汽车、电子电气、机械、纺织、日用品等领域。应用于汽车产业的耐候性尼龙塑料往往需要添加紫外线吸收剂来满足其寿命需要。尼龙(PA)的氧指数较低,易燃烧而引发火灾,它的燃烧是一个伴随着氧化降解的过程,其高分子链段将会断裂形成自由基,生成乙烷、丙烷等气体。   

       对于尼龙来说,阻燃剂必须有较好的热稳定性以适应高加工温度,同时还要有较好的相容性。阻燃剂按品种可分为卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、金属氢氧化物阻燃剂等。卤系阻燃剂由于在高温时容易产生有毒气体已经被很多国家禁用。阻燃等级通常使用垂直燃烧测试标准进行评判,可将其分为V-0、V-1、V-2级,其中V-0级别的阻燃效果最好。以下列举汇总下常见的尼龙阻燃剂品种,及其优缺点。

       一、溴化苯乙烯聚合物。

       此类阻燃剂具有优越的热稳定性,并且它与尼龙是熔融可混的,因而在加工过程中具有很好的流动性。此外用它制备的阻燃尼龙还具有优越的电性能和较好的物理机械性能。但此类阻燃剂光稳定性较差,与尼龙不能完全相容且成本较高。

       二、德克隆,也称敌可燃、DCRP。

       DCRP是一种在尼龙中应用了多年的阻燃剂,它是一种含氯阻燃剂,具有较高的阻燃效率和电性能,但其在热稳定性方面的局限性使之仅适用于加工温度较低的尼龙阻燃体系。

       三、十溴联苯醚 。

       此类阻燃剂由于其较高的溴含量而对尼龙具有较高的阻燃效率,成本低廉,应用广泛;但它是一种填料型阻燃剂,对加工流动性及产品的物理机械性能有负面影响,热稳定性和光稳定性也较差。

        四、十溴二苯氧基乙烷。

        它与十溴联苯醚具有相同的溴含量和同样高的阻燃效率,且与溴化苯乙烯聚合物一样无DPO的问题,且具有较好的热稳定性和光稳定性;但它仍属于填料型阻燃剂,与聚合物相容性较差,加工流动性和制品的物理机械性能较差。

        五、红磷。

        红磷做为阻燃剂有效磷含量高,同等阻燃等级下添加量比其它的阻燃剂低,能使尼龙较好地保持自身的力学性能;但尼龙制品颜色只能是红颜色,且红磷易燃,能与水反应生成高毒性的磷化氢,一般只应用于尼龙6中。

       六、聚磷酸铵(APP)。

       聚磷酸铵(APP)通过降低尼龙的降解温度、改变最终气相产物的组成参与了尼龙的热降解过程;同时在聚合物基体上形成蜂窝状炭化覆盖层,隔断两相界面的热量和物质传递,起到了保护基体的作用。由于成炭有流动趋势,会导致炭层下面的基材暴露,增大了燃烧的危险性。加入一些无机添加剂,如滑石粉(Talc)、MnO2、ZnCO3、CaCO3、Fe2O3、FeO、Al(OH)3等, 阻燃效果增加。

       七、氮系阻燃剂(MCA、MPP等)。

       适用于尼龙的氮系阻燃剂主要有MCA(三聚氰胺氰尿酸盐)、MPP(三聚氰胺聚磷酸盐)等。其阻燃机理,一方面是“升华吸热”的物理阻燃方式,即通过阻燃剂的“升华吸热”来降低聚合物材料的表面温度并隔绝空气而达到阻燃的目的,另一方面是凝聚相中阻燃剂与尼龙相互催化直接碳化膨胀机理。氮系阻燃剂低毒、不腐蚀、对热和紫外线稳定、阻燃效率好且价廉,但是以其做为阻燃添加剂的塑料加工困难,在基材中分散性较差、热稳定性差,且易吸潮而使得制品在潮湿环境下电性能较差。

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