提高PA尼龍的阻燃性能解決方案

發(fā)布時間：2019-03-16 03-16 13:33 作者：康阜新材料

尼龍材料本身具有一定的阻燃性，根據(jù)美國UL94標(biāo)準(zhǔn)，尼龍材料經(jīng)垂直燃燒測試，其阻燃等級可達(dá)到V-2級，經(jīng)過氧指數(shù)測試，數(shù)值可達(dá)到24%，因此，尼龍材料可用于阻燃要求不高的場合。雖然尼龍材料本身具有一定的阻燃特性，但是像家電和電子電器等對材料阻燃性要求高的行業(yè)，尼龍本身的阻燃性能已不能滿足現(xiàn)有的使用要求，尤其是當(dāng)玻璃纖維增強(qiáng)尼龍材料在這些領(lǐng)域使用時發(fā)現(xiàn)，含有玻璃纖維的尼龍材料在燃燒時容易出現(xiàn)燭芯效應(yīng)，使材料更容易燃燒，普通的玻璃纖維增強(qiáng)改性尼龍材料已經(jīng)無法達(dá)到阻燃應(yīng)用的要求，因此，需要對尼龍阻燃性能的提高進(jìn)行深人的研究。

目前，對于尼龍材料的阻燃改性通常分為含鹵阻燃改性和無鹵阻燃改性，而尼龍阻燃性能的關(guān)鍵指標(biāo)可以通過極限氧指數(shù)(LOI )法、UL94燃燒法，灼熱絲法等進(jìn)行評估。根據(jù)目前市場的應(yīng)用需求，阻燃尼龍材料的極限氧指數(shù)指標(biāo)需要達(dá)到28%以上；根據(jù)美國UL94標(biāo)準(zhǔn)，阻燃尼龍材料通常要求達(dá)到V-0級才能有更廣泛的用途；根據(jù)阻燃類電子電器IEC60335的標(biāo)準(zhǔn)要求，要求的阻燃尼龍材料灼熱絲燃燒指數(shù)(GWFI)達(dá)到960℃，灼熱絲發(fā)火溫度(GWIT)達(dá)到775℃;根據(jù)電子電工標(biāo)準(zhǔn)要求，高端阻燃尼龍材料的相對漏電起痕指數(shù)(CTI)達(dá)到500 V以上。

如何穩(wěn)定提高尼龍材料的阻燃性能一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn)話題。根據(jù)多年發(fā)展經(jīng)驗來看，尼龍材料阻燃性能的提高主要通過兩種途徑來實現(xiàn)：

1、在樹脂基體中添加反應(yīng)型阻燃劑，即阻燃劑作為一種反應(yīng)單體參加反應(yīng)，并結(jié)合到尼龍的主鏈或側(cè)鏈上去，使尼龍本身產(chǎn)生多種官能團(tuán)，這些官能團(tuán)具有較強(qiáng)的阻燃活性。其優(yōu)點(diǎn)是阻燃穩(wěn)定性和阻燃性能好，對材料的力學(xué)性能影響小，而且毒性低；其缺點(diǎn)是操作和加工工藝復(fù)雜，成本高，在實際的生產(chǎn)應(yīng)用中沒有添加型阻燃方法應(yīng)用廣泛。

2、通過機(jī)械共混的方法，將阻燃劑加入到尼龍中，并利用雙螺桿擠出機(jī)加工生產(chǎn)，使尼龍材料具有阻燃性能，即在復(fù)合過程中加入阻燃添加劑。該方法使用方便，應(yīng)用非常廣泛。

目前，對于阻燃尼龍體系的研究已經(jīng)比較深入，在一定程度上滿足了阻燃的需求。隨著科技的進(jìn)步和社會的發(fā)展，人們對于環(huán)保的要求越來越重視，因此，溴系阻燃尼龍由于自身的缺點(diǎn)非常明顯，勢必會被淘汰，而磷系和氮系阻燃尼龍綜合性能相對較好。在磷系阻燃尼龍中，目前可以采用微膠囊紅磷、紅磷母粒的生產(chǎn)等方法有效避免含毒磷化氫的釋放，但由于其相對漏電起痕指數(shù)(CTI )僅優(yōu)于溴系阻燃尼龍，最高僅達(dá)到375 V，而且紅磷阻燃體系的尼龍存在明顯的色澤問題，因此，在高端產(chǎn)品的應(yīng)用上還很不足。在氮系阻燃尼龍中，通過氮系阻燃劑與其他阻燃劑的復(fù)配得到了較好的力學(xué)性能，相對漏電起痕指數(shù)(CTI)可以達(dá)到600 V，但阻燃性不如磷系阻燃尼龍好，也限制了其應(yīng)用的場合。

隨著阻燃技術(shù)的不斷發(fā)展，添加型阻燃劑在阻燃尼龍中的使用中占據(jù)主導(dǎo)地位，因此，未來阻燃尼龍材料的研究中應(yīng)該具有以下幾個特點(diǎn)：

1、材料無鹵化、低毒性。環(huán)保要求是未來材料的重點(diǎn)關(guān)注方向，無鹵阻燃劑的使用將是大勢所趨，因此，其用量也會與日俱增。

2、復(fù)配阻燃體系的研究。阻燃尼龍材料的阻燃性能是無法通過一種阻燃劑的添加來實現(xiàn)，需要多種阻燃體系復(fù)配并產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)來達(dá)到良好的阻燃效果，因此，未來研發(fā)的重點(diǎn)方向之一應(yīng)該是如何通過提高阻燃劑的協(xié)同效應(yīng)開發(fā)出性能優(yōu)異的新型阻燃劑來解決尼龍無鹵阻燃問題。

3、功能多樣化。目前，大多數(shù)阻燃體系在達(dá)到尼龍材料阻燃性能的同時降低了力學(xué)性能和其他電性能(如相對漏電起痕指數(shù))，因此，成功開發(fā)出功能多樣化的阻燃體系將成為未來阻燃尼龍材料發(fā)展研究的新方向。

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