如何選擇環(huán)保玻纖增強尼龍用無鹵阻燃劑
2018-04-20 來自: 山東秀誠化工有限公司 瀏覽次數(shù):1201
出于對生命的尊重,越來越多負責任的制造商開始選用無鹵阻燃材料。這些負責任的制造商需要阻燃達到UL94-V0,滿足灼熱絲要求,各種性能優(yōu)越,價格合適的無鹵阻燃玻纖增強尼龍。
目前阻燃劑用于玻纖增強尼龍存在的問題:
一、含鹵阻燃體系
其中重要的也是在國外應用廣的一種就是溴化苯乙烯聚合物,它具有極其優(yōu)越的熱穩(wěn)定性,并且由于它與尼龍是熔融可混的,因而在加工過程中具有很好的流動性。此外,用它制備的阻燃尼龍還具有優(yōu)越的電性能和較好的物理機械性能。這種阻燃劑的局限性在于光穩(wěn)定性較差,與尼龍尚不能完全相容,且其成本與目前國內應用較廣的十溴聯(lián)苯醚相比也較高。
目前在國內應用廣的阻燃劑就是十溴聯(lián)苯醚,由于其較高的溴含量而對尼龍具有較高的阻燃效率,是經濟的一種阻燃劑。但由于它是一種填料型阻燃劑,因而對加工流動性及產品的物理機械性能有很大的負面影響。尤其在電器連接件等產品結構日益復雜的今天,對樹脂的加工流動性要求也日益提高。流動性差的樹脂根本無法滿足加工小而復雜零件的要求,因此可以想象這類填充型阻燃劑很難應用在高檔領域,此外,其熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性也較差。
近幾年來,人們開發(fā)的在尼龍阻燃方面使用的一種新阻燃劑為十溴二苯乙烷,它與十溴聯(lián)苯醚具有相同的溴含量和同樣高的阻燃效率,此外,它還具有較好的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性。其局限性在于它與十溴聯(lián)苯醚一樣同屬填料型阻燃劑,與聚合物相容性較差,因而加工流動性和制品的物理機械性能較差。
二、無鹵阻燃體系
紅磷是在尼龍應用較廣的無鹵阻燃劑之一,具有添加量少、用途廣泛等優(yōu)點。普通紅磷易吸潮,與高分子材料相容性差,特別容易引起自燃,不能實際使用。微膠囊化紅磷阻燃劑,降低了紅磷的活性,解決了相容性,紅磷含量在85%左右,但自燃問題沒有得到有效解決,粉塵污染嚴重。紅磷母粒是紅磷與氫氧化鋁、膨脹型石墨等無機阻燃劑復配使用、以基體樹脂為載體的暗紅色粒子,問題得到了解決。該阻燃體系低煙、阻燃效率高;無粉塵污染,加工性能優(yōu)異;低密度、熱穩(wěn)定性好、制品物理性能下降少;加工過程中不起霜、不遷移、不腐蝕模具。特別是制品具有高耐漏電痕跡指數(shù)(CTI),在電子電器應用上優(yōu)勢明顯。紅磷母粒的主要缺點是色調問題,除了暗紅和黑色外,無法賦予制品更多的顏色選擇。
聚磷酸銨(APP)具有含磷量高,添加量少等特點,也被用于阻燃尼龍的制備,但APP的主要缺點是吸濕性強,熱穩(wěn)定性不高(在230℃時就有脫NH3過程發(fā)生),在尼龍的加工過程中易分解,導致制品發(fā)泡變色。
多聚三聚氰胺磷酸鹽(MPP)是另一類廣泛應用于尼龍阻燃的環(huán)保型阻燃劑,分子鏈結構與APP相似,主要是用分子量比較大的三聚氰胺取代側基中NH4+,因此提高了其熱穩(wěn)定性能,但造成MPP的磷含量較低。通過實驗發(fā)現(xiàn),25%的MPP只能使玻纖增強PA66 的氧指數(shù)提高5.5%,而垂直燃燒性能幾乎沒有改善,因此應用于阻燃PA66,需添加更多的MPP,造成對樹脂力學性能的嚴重下降。
三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)也常用于尼龍阻燃,其特點是低毒、無腐蝕、對熱和紫外線穩(wěn)定,然而以其阻燃的尼龍,燃燒時融滴厲害,對玻纖增強尼龍的阻燃性較差,無法達到UL94-V0級,制品在潮濕環(huán)境下電性能也不佳,而且在基材中分散性不好,加工困難。
無機阻燃劑(如氫氧化鎂等)具有低毒、低腐蝕和低煙等優(yōu)點,但用于尼龍時,加工過程中容易脫結晶水,因而不宜采用。
次膦酸鹽阻燃劑用于玻纖增強阻燃尼龍的各種性能相對比較優(yōu)越,但是其價格是普通阻燃劑3-5倍,而使玻纖增強阻燃尼龍的價格非常昂貴,目前沒有廣泛用于常規(guī)玻纖增強阻燃尼龍制品中。