PA阻燃劑的種類及應(yīng)用情況

發(fā)布于2023-08-03 16:57:00 點擊：0

目前可用于PA的阻燃劑種類較多，鹵系阻燃劑如十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯等，磷系阻燃劑如紅磷，氮系阻燃劑如三聚氰胺鹽類，固體阻燃劑如三氧化二銻、硼酸鋅及少數(shù)礦物類阻燃劑。

1 鹵系阻燃劑

迄今為止，有關(guān)PA的阻燃產(chǎn)品絕大多數(shù)是以含鹵化合物為基礎(chǔ)的。鹵系阻燃劑一直是在世界范圍內(nèi)使用最為廣泛的一類化學(xué)阻燃劑，其阻燃效果好，對材料的力學(xué)性能影

響較小。

值得注意的是，鹵系阻燃劑在燃燒過程中會產(chǎn)生濃煙，釋放出有毒的鹵化氫氣體及有毒物質(zhì)二惡英(DPO)，會嚴重刺激人類的眼睛和呼吸系統(tǒng)，同時給生產(chǎn)應(yīng)用和外界環(huán)境帶

來極嚴重的“二次性災(zāi)害”。2003年2月13日，歐盟公布了《關(guān)于在電子電器設(shè)備中禁止使用某些有害物質(zhì)的指令》，其中嚴格規(guī)定了電子電器設(shè)備中不得使用多溴二苯醚等幾種

鹵系阻燃劑，世界各國也相繼作出了一些相應(yīng)限制。因此，隨著人們環(huán)境保護意識的逐漸提高，實用高效的環(huán)保型低鹵或無鹵阻燃劑開始備受關(guān)注。

2 磷系阻燃劑

高效、低毒、無鹵、環(huán)保是阻燃劑發(fā)展的大勢所趨，隨著阻燃研究的不斷深入，含氮和含磷兩類PA阻燃劑日益受到了各尼龍改性廠家的青睞。

磷系阻燃劑包括無機磷和有機磷兩大類，其中無機磷是指紅磷和一些磷酸鹽。磷系阻燃劑的阻燃機理基本相同，主要是在固相和液相之間發(fā)揮阻燃作用，即通過分解形成的

高沸點含氧酸，使聚合物脫水炭化，起到隔絕空氣、改變聚合物燃燒模式的效果。

紅磷的阻燃效率很高，能改善抗電弧性，其熱解產(chǎn)物PO．自由基進入氣相后能夠捕捉HO．自由基，也具有一定的氣相阻燃效果 。

但紅磷暴露在空氣中易吸潮，且會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成磷酸、次磷酸甚至具有毒性的磷化氫氣體，在其儲存及顏色方面也具有局限性，這些都使得其在淺色PA制品中的應(yīng)用受到極大限制。

3 氮系阻燃劑

氮系阻燃劑屬于三聚氰胺鹽類，主要是雙氰胺和三聚氰胺脲酸鹽(MCA)。其阻燃機理是氣相阻燃，在分解過程中產(chǎn)生CO 、氨(NH )等不燃性氣體，通過稀釋可燃性氣體濃度從而阻隔空氣，發(fā)揮阻燃作用。氮系阻燃劑具有低煙、無毒或低毒、低腐蝕性等優(yōu)點，對熱和紫外光穩(wěn)定，大大迎合了向高效低毒方向發(fā)展的阻燃劑潮流，在國內(nèi)外被廣泛研究和應(yīng)用。

但是，MCA主要是氣相阻燃，燃燒過程中凝聚相的炭量較低、炭層松散，不能形成致密保護層，限制了其阻燃效果 。其熱穩(wěn)定性較差、易吸潮使得制品在潮濕環(huán)境下電性能下降，因此也只能適用于阻燃要求不高的場合。另外，此類阻燃劑在增強阻燃尼龍里的應(yīng)用會使得材料產(chǎn)生燈芯效應(yīng)，阻燃效果大大降低

4 膨脹型阻燃劑

近年來，膨脹型阻燃劑(IFR)的研究也逐漸受到關(guān)注。IFR具有低煙、無毒、阻燃效率高、無熔融滴落物、無腐蝕性氣體釋放等特點，環(huán)境友好，被認為是當今無鹵阻燃材料的

發(fā)展方向之一。IFR通常由氣源、酸源和炭源組成，燃燒時同時進行發(fā)泡作用和成炭作用，形成多孔膨脹炭層，此炭層具有隔熱、隔氧、抑煙、防熔滴作用，阻燃性能優(yōu)異。一些新

型的膨脹型阻燃劑也多由氮磷阻燃體系組成，其中含氮阻燃劑是一種優(yōu)良的氣源(起發(fā)泡作用)，而含磷阻燃劑是一種優(yōu)良的酸源(起脫水作用)。但是此類阻燃劑在尼龍中應(yīng)用還需要解決阻燃效能與耐高溫的問題

5 無機填料型阻燃劑

無機填料型阻燃劑多為粉末，屬于添加型阻燃劑，它來源豐富、不揮發(fā)、無毒、抑煙，在國內(nèi)外具有廣泛的應(yīng)用。在PA用無機填料型阻燃劑中，Al(OH) 和Mg(OH) 的用

量最多、應(yīng)用最廣，阻燃的主要機理是在其燃燒分解時吸收熱量，產(chǎn)生的水蒸氣可以稀釋空氣，剩余殘留物能阻止熱量與物質(zhì)的傳遞。主要缺點是表面極性高、與樹脂間相容性差、

添加量大(質(zhì)量分數(shù)一般達到60％ 以上)，易引起材料力學(xué)性能退化。