尼龍阻燃劑的技術(shù)發(fā)展到哪一步了？

發(fā)布于2023-05-17 15:42:21 點(diǎn)擊：0

     尼龍(PA) 是分子主鏈中含有酰胺鍵(—NHCO—)的熱塑性工程塑料。PA 的種類繁多，主要有PA6，PA66，PA610，PA1010，PA11 等，其中PA6 和PA66 的商業(yè)生產(chǎn)和實(shí)際應(yīng)用最為成功。PA 材料垂直燃燒等級(jí)達(dá)到UL94 V-2 級(jí)，極限氧指數(shù)(LOI) 為24% 左右，于室溫下會(huì)自動(dòng)熄滅，具有一定的阻燃性能，但隨著應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，電子電器、建筑等領(lǐng)域?qū)τ赑A 的阻燃性能提出更高的要求，需要垂直燃燒等級(jí)達(dá)到UL94 V-0 級(jí)，LOI 達(dá)到28% 以上。因而尼龍阻燃勢(shì)在必行。     01
     尼龍阻燃途徑
     使用添加型阻燃劑
     添加型阻燃劑通過共混的方法把阻燃劑分散在基體中，制備阻燃PA。該方法雖然容易對(duì)材料的力學(xué)性能產(chǎn)生影響，但是步驟簡(jiǎn)便、設(shè)備投資小、應(yīng)用廣泛，是目前制備阻燃PA 的主要方法。
     使用反應(yīng)型阻燃劑
     反應(yīng)型阻燃劑是把阻燃劑分子內(nèi)的阻燃官能團(tuán)通過共聚的方式鏈接到PA上，制備阻燃PA。該方法制得的阻燃效率高，阻燃效果持久，解決了阻燃劑的暴露和遷移問題，但是步驟復(fù)雜、設(shè)備投資大、工業(yè)化應(yīng)用受限。
     02
     添加型阻燃劑種類
     鹵系阻燃劑
     鹵系阻燃劑主要包含溴系阻燃劑和氯系阻燃劑。其使用范圍廣、產(chǎn)量與需求量大，在國內(nèi)需求量所占比例達(dá)到阻燃劑需求總量的30% 以上。傳統(tǒng)的鹵系阻燃劑有雙( 六氯環(huán)戊二烯) 環(huán)辛烷、十溴二苯醚、四溴雙酚A 等。雖然鹵系阻燃劑有眾多優(yōu)點(diǎn)，但是在阻燃過程中會(huì)產(chǎn)生有毒氣體。在《斯德哥爾摩公約》、歐盟的REACH 法規(guī)中禁止了部分鹵系阻燃劑的使用。
     必須對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行革新，開發(fā)新型鹵系阻燃劑。溴化聚苯乙烯(BPS)、十溴二苯基乙烷作為新型高效阻燃劑的代表，在保持了阻燃性能的同時(shí)，更加的環(huán)保與安全，是鹵系阻燃劑重要的發(fā)展方向。三氧化銻、錫酸鋅、硼酸鋅和鹵系阻燃劑有很好的協(xié)同作用，和BPS、十溴二苯基乙烷聯(lián)合使用時(shí)，能得到阻燃性能優(yōu)異同時(shí)能抑煙的鹵系阻燃PA。
     氮系阻燃劑
     氮系阻燃劑主要有三聚氰胺(MA)、聚磷酸三聚氰胺(MPP)、三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)。由于其環(huán)境友好、抗紫外線、阻燃效率高等優(yōu)點(diǎn)，氮系阻燃劑是國內(nèi)外研究與開發(fā)的熱點(diǎn)。氮系阻燃劑的阻燃機(jī)理一方面是氣相通過燃燒過程中受熱分解生成的N2，CO2，H2O 等不可燃?xì)怏w，稀釋可燃?xì)怏w的濃度。另一方面是固相在受熱時(shí)在材料表面形成炭層，起到了隔絕熱量、隔絕氧氣、抑制煙氣的作用。氮系阻燃劑通常和三氧化二銻、鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑聯(lián)合使用。     磷系阻燃劑
     磷系阻燃劑分為無機(jī)磷和有機(jī)磷兩大類，其中無機(jī)磷系阻燃劑主要包括紅磷和聚磷酸銨、磷酸鹽及其衍生物等，有機(jī)磷系阻燃劑包括亞磷酸酯、有機(jī)磷酸酯和有機(jī)次磷酸鹽等。有機(jī)磷阻燃劑中，次磷酸鹽阻燃劑因其優(yōu)異的阻燃性能和環(huán)境友好的特性受到了廣泛的關(guān)注。
     膨脹型阻燃劑
     膨脹型阻燃劑(IFR) 在PA 阻燃體系中受到了愈發(fā)廣泛的關(guān)注。IFR 通常由氣源、酸源和炭源組成。氣源在高溫下分解出氣體，酸源在高溫下分解出酸性物質(zhì)，炭源經(jīng)過高溫條件下可形成炭層。常見的IFR主要是氮磷協(xié)效IFR，它結(jié)合了氮系阻燃劑和磷系阻燃劑各自的優(yōu)勢(shì)。例如，可以用三聚氰胺、對(duì)氨基苯磺酸和多磷酸銨作為原材料制備單分子膨脹型阻燃劑，對(duì)PA11進(jìn)行阻燃。
     金屬氧化物阻燃劑
     金屬氧化物阻燃劑中氫氧化鎂(MH) 和氫氧化鋁(ATH)的應(yīng)用最為廣泛，國內(nèi)ATH阻燃劑的需求量在所有阻燃劑需求量中占比最大，高達(dá)總量的31%。Sb2O 3 在阻燃劑中的應(yīng)用也十分廣泛，Sb2O 3 和鹵系阻燃劑、氮系阻燃劑等協(xié)效使用。
     無機(jī)納米阻燃劑
     無機(jī)納米阻燃劑具有阻燃效率高、環(huán)境友好、可改善相容性等優(yōu)點(diǎn)，成為了當(dāng)前研究的熱點(diǎn)課題之一。其包含埃洛石(HNTs)、碳納米管(CNTs)、于多種層狀硅酸鹽( 高嶺土、蒙脫土等粘土物質(zhì)) 粒子等。
     03
     反應(yīng)型阻燃劑     反應(yīng)型阻燃劑一旦引入PA內(nèi)，就可以獲得阻燃效果好、阻燃性能持久的阻燃PA。例如，可以通過9，10-二氫-10[2，3-二( 羥基羰基)丙基]-10- 磷雜菲-10- 氧化物(DDP) 和3- 羥基苯基氧膦基丙酸(3-HPP) 上的羧基和ε- 己內(nèi)酰胺進(jìn)行縮聚反應(yīng)制備阻燃PA6。
     04
     阻燃新技術(shù)及發(fā)展方向
     生物源阻燃劑
     生物源阻燃劑具有良好的發(fā)展前景。來自殼類動(dòng)物的殼聚糖和谷類的植酸可以形成氮磷協(xié)效阻燃劑，將其制成涂層后，可使PA66 織物無熔滴現(xiàn)象產(chǎn)生，加速炭層的形成，提升了阻燃性能。有學(xué)者用玉米淀粉替代了膨脹阻燃劑IFR 配方中的季戊四醇，和聚磷酸銨利用涂層技術(shù)，在PA1010上用紫外線法固化生物基膨脹阻燃劑，發(fā)現(xiàn)熱釋放速度峰值較原先大幅度下降。
     阻燃新技術(shù)
     技術(shù)革新能為PA 提供更多的阻燃方法和改性方向。PA 常見的阻燃技術(shù)包括加入偶聯(lián)劑、微膠囊化、阻燃母粒法等，在已有的研究中都已經(jīng)取得了不錯(cuò)的成效，提高了PA 阻燃性能的同時(shí)還能改善相容性較差的問題。作為新興的交聯(lián)和涂層阻燃技術(shù)，交聯(lián)阻燃技術(shù)中的紫外線法、涂層阻燃技術(shù)中的紫外線法和逐層組裝法在大幅度提高PA阻燃性的同時(shí)，還具備降低成本、抑制煙氣、減少污染等優(yōu)點(diǎn)


下一篇：龍簾布層膠使用輪胎再生膠的意義原來是這樣！上一篇：原來這種叫尼龍?jiān)鰪?qiáng)料！