尼龍材料常用阻燃劑有哪些？
發(fā)布日期：2024-11-25
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尼龍（Nylon）化學(xué)名為聚酰胺，英文名稱Polyamide（PA），是分子主鏈上含有重復(fù)酰胺基團(tuán)（—NHCO—）的熱塑性樹脂的總稱。尼龍種類繁多，應(yīng)用廣泛，其中PA6和PA66因其優(yōu)異的特性在市場上占有較大的份額。
未經(jīng)改性的尼龍，其阻燃性能較差，垂直燃燒只能達(dá)到V-2級(jí)，并且在燃燒過程中產(chǎn)生滴落，屬于易燃材料，在使用過程中極易引發(fā)火災(zāi)。尤其是在電子產(chǎn)品領(lǐng)域，因尼龍引發(fā)的火災(zāi)不計(jì)其數(shù)，造成損失較大。因此，對(duì)尼龍的阻燃改性成為當(dāng)今學(xué)術(shù)界與工業(yè)界共同關(guān)注與攻關(guān)的課題。
目前應(yīng)用于尼龍材料的阻燃劑以添加型為主。反應(yīng)型阻燃劑具有化學(xué)成分穩(wěn)定、低毒、阻燃效能持久、對(duì)材料性能影響小等優(yōu)點(diǎn)，但制備條件苛刻，加工成本高。添加型阻燃劑加工簡單，生產(chǎn)成本較低，是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)。尼龍用添加型阻燃劑一般包括：鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑、氮系阻燃劑、生物基阻燃劑和納米填料阻燃劑等。
1、鹵系阻燃劑
鹵系阻燃劑是最早大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的阻燃劑，資源儲(chǔ)量高、制備工藝簡單，穩(wěn)定性好，用鹵系阻燃劑改性后的尼龍材料，其力學(xué)性能保持率較高。
但是，鹵系阻燃劑在使用、加工過程中以及廢棄物中，可能會(huì)釋放鹵素化合物，給環(huán)境和人體健康帶來潛在危害，歐盟頒布的RoHS指令也明確限制了部分鹵素在電子電器產(chǎn)品中的應(yīng)用。因此，目前的阻燃技術(shù)研究重點(diǎn)在無鹵素阻燃技術(shù)。
2、磷系阻燃劑
磷系阻燃劑在燃燒過程中，主要通過凝聚相阻燃機(jī)理發(fā)揮阻燃作用，分為無機(jī)磷系阻燃劑和有機(jī)磷系阻燃劑。
有機(jī)次磷酸鹽和三聚氰胺聚磷酸鹽是最為常見的有機(jī)磷系阻燃劑，可以單獨(dú)使用，也可以與其他阻燃劑復(fù)合使用。
紅磷和無機(jī)次磷酸鹽是最為常見的無機(jī)磷系阻燃劑，可以單獨(dú)使用，也可以與其他阻燃劑復(fù)合使用。當(dāng)然了，由于紅磷和無機(jī)次磷酸鹽的耐溫較低，為避免加工過程中發(fā)生分解，可采用包覆紅磷和包覆次磷酸鹽。
3、氮系阻燃劑
氮系阻燃劑以氮元素為阻燃元素，其中MCA的應(yīng)用最為廣泛。氮系阻燃劑能夠在高溫條件下發(fā)生分解，吸收熱量，同時(shí)釋放出惰性氣體，降低氧氣的濃度，從而起到阻燃作用。MCA在尼龍非增強(qiáng)材料中應(yīng)用時(shí)，較少的添加量可以達(dá)到較好的阻燃效果。依MCA的晶型結(jié)構(gòu)不同，阻燃效果有差異。普通款MCA用于尼龍非增強(qiáng)材料中，可以通過V-0級(jí)；高阻燃款MCA用于尼龍非增強(qiáng)材料中，可以通過V-0級(jí)。
4、生物基阻燃劑
生物基阻燃劑因含碳量較高，并且含較多的羥基結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的成炭能力。在燃燒過程中，生物基阻燃劑通過在材料表面形成具備隔熱隔氧能力的炭層，阻止降解生成的氣態(tài)或液態(tài)產(chǎn)物溢出材料表面。植酸、殼聚糖、海藻酸鈉等生物基阻燃劑已有用于尼龍材料的相關(guān)報(bào)道。
5、納米填料阻燃劑
納米填料在尼龍材料中作為阻燃劑應(yīng)用時(shí)，只需添加很少的添加量，便可獲得較好的阻燃效果。石墨烯、碳納米管、NMMT等納米填料阻燃劑已有用于尼龍材料的相關(guān)報(bào)道。
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