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添加型尼龍阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-10-12 17:03:57 |
添加型尼龍阻燃劑紅磷的優(yōu)點是有效磷含量高，在燃燒時比其它含磷化合物產(chǎn)生更多的磷酸。達(dá)到相同的阻燃等級時，紅磷的添加量比其它的阻燃劑更低，使尼龍能較好的保持自身的力學(xué)性能。作為阻燃劑的紅磷的主要缺點是它的紅顏色、易燃和通過與水反應(yīng)生成高毒性的磷化氫(膦) 。將普通紅磷進(jìn)行微膠囊化可避免其缺點。
添加型尼龍阻燃劑聚磷酸銨(APP) 通過降低聚酰胺的降解溫度、改變最終氣相產(chǎn)物的組成參與了聚酰胺的熱降解過程，同時在聚合物基體上形成蜂窩狀炭化覆蓋層，隔斷兩相界面的熱量和物質(zhì)傳遞，起到了保護(hù)基體的作用。
由于成炭有流動趨勢，會導(dǎo)致炭層下面的基材暴露，增大了燃燒的危險性。加入一些無機(jī)添加劑， 如滑石粉( Talc) ，MnO2 ， ZnCO3 ，CaCO3 ，F(xiàn)e2O3 ，F(xiàn)eO ，Al (OH) 3 等，阻燃效果增加。在APP 添加量為20 %的尼龍6 中加入以上一種添加劑(約1. 5 %～3. 0 %) ，LOI 值從25 升至35～47 ，達(dá) 到V20 級。
氮系阻燃劑：氮系阻燃劑低毒、不腐蝕、對熱和紫外線穩(wěn)定、阻燃效率好且價廉。缺點是以其阻燃的塑料加工困難，在基材中分散性較差。適用于尼龍的氮系阻燃劑主要有MCA (三聚氰胺- 三聚氰酸鹽) 、蜜胺(三聚氰胺) 、MPP(三聚氰胺磷酸鹽)等。
關(guān)于其阻燃機(jī)理， 一方面是“升華吸熱”的物理阻燃方式， 即通過阻燃劑的“升華吸熱”降低聚合物材料的表面溫度并隔絕空氣而達(dá)到 阻燃的目的，另一方面是凝聚相中阻燃劑與尼龍相互催化直接碳化膨脹機(jī)理。MCA在阻燃過程中同時表現(xiàn)促進(jìn)碳化和發(fā)泡雙重功能。對于不同的種類的尼龍其阻燃機(jī)理略有不同，其阻燃效果也有所不同。
Pieter Gijsman和Shahab Jahromi等分別研究了MCA和MPP在尼龍6和尼龍66中的作用機(jī)理，發(fā)現(xiàn)在MCA和MPP尼龍66會導(dǎo)致交聯(lián)，而在尼龍6中則促使降解，阻燃效果尼龍66優(yōu)于尼龍?zhí)砑有湍猃堊枞紕㎝CA 是由三聚氰胺和三聚氰酸在水中合成的三聚氰胺- 三聚氰酸鹽，是一種靠氫鍵結(jié)合的加合物。它是一種優(yōu)良的阻燃劑， 具有無鹵、低毒、低煙等優(yōu)點， 常用于尼龍類高分子材料的阻燃。
磷酸三丁氧基乙基酯(增塑劑TBEP)用途
本品為阻燃性增塑劑，主要用于聚氨酯橡膠、纖維素、聚乙烯醇等的阻燃和增塑，具有良好的低溫特點。磷酸三丁氧基乙基酯(增塑劑TBEP)用途用作橡膠、纖維素和樹脂的阻燃增塑劑和加工助劑。它被推薦用于丙烯腈類橡膠、乙酸纖維素、環(huán)氧樹脂、乙基纖維素、聚乙酸乙烯酯和熱塑性及熱固性聚氨酯。磷酸三丁氧基乙基酯(增塑劑TBEP)也作為消泡劑（防泡劑）用于涂料、洗滌劑及紡織品中。具有良好的低溫特點。本品也可用于硝化纖維素、乙基纖維素、丙烯酸類塑料增塑劑，可使制品具有透明性和良好的耐紫外線性能。
外 觀：無色或淡黃色黏稠液體
密度:1.006
熔點:-70 oC
沸點:215-228 oC (4 mmHg)
折射率:1.437-1.439
閃點:223 oC
酸 值(mgKOH/g):0.1MAX
折 光 率(nD25):1.4320-1.4380
水 份 %:0.2%MAX
比 重 (20/20℃):1.017-1.023
色 度 (pt-co):50MAX
但傳統(tǒng)的MCA 熔點高(400 ℃以上直接分解和升華) ，只能以固相粒子形態(tài)與樹脂共混復(fù)合，因此分散不均勻，分散相尺寸大，影響其阻燃效果; 另外，由于MCA 主要是氣相阻燃， 燃燒過程中材料凝聚相成炭量較低，炭層松散，不能形成致密的保護(hù)層，也限制了其阻燃效率的提高。
四川大學(xué)采用分子復(fù)合技術(shù)在三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA ) 分子中引入與其分子結(jié)構(gòu)互補且自身具有阻燃性的改性劑W EX 來降低MCA 的熔點，使之可與PA 6 共熔復(fù)合，超細(xì)均勻分散;并利用W EX 在材料燃燒過程中的成炭性，改善炭層質(zhì)量， 增強(qiáng)MCA 阻燃劑的凝聚相阻燃效果，制備出阻燃性能和力學(xué)性能優(yōu)良的阻燃材料；岳陽石化研究院開發(fā)的尼龍用無鹵阻燃劑MCA ，添加量為18 %～25 % ，阻燃性達(dá)到UL94V - 0 級。
膨脹阻燃劑是重要的一類無鹵阻燃體系.膨脹阻燃劑優(yōu)于含鹵阻燃劑之處在于其燃燒時煙霧小，而且放出的氣體無害。另外，膨脹阻燃劑生成的炭層可以吸附熔融、著火的聚合物，防止其滴落傳播火災(zāi).研究中用于膨脹阻燃劑主要有以下幾種:氣源(三聚氰胺類) 、酸源(磷氮阻燃劑) 、碳源( PA 本身) 以及輔助協(xié)同阻燃劑如硼酸鋅、氫氧化鋁，還有防滴落劑等。
王惠芳等和Arai等研究了IFR各組分間的匹配與尼龍66阻燃性能之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)選擇合適的配比可以獲得較好的阻燃性。當(dāng)磷氮阻燃劑和三聚氰胺類的質(zhì)量比例小于1％時，不能達(dá)到阻燃的效果；大于30％時在加工過程中將產(chǎn)生揮發(fā)；在比例在1％～30％，特別是7％～20％之間時，既可獲得好的阻燃效果又不影響加工過程。
無機(jī)阻燃劑具有毒性低、熱穩(wěn)定性好，不產(chǎn)生腐蝕性氣體，不析出，發(fā)煙量小，有持久的阻燃效果等優(yōu)點。但添加量大，造成聚合物的成型加工性能和物理性能下降。適用于聚酰胺的無機(jī)阻燃劑有赤磷、聚磷酸銨、磷銨、三氧化二銻、硼酸鋅、氫氧化鎂、鐵的各種氧化物等。
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