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改性尼龍的阻燃配方設計

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改性尼龍的阻燃配方設計

     改性尼龍的阻燃配方設計:
     一、助燃劑的選擇原則,助燃劑的選擇主要從阻燃效率、產品性能、毒性等方面考慮
     ① 阻燃效果好、用量少;
     ② 與改性尼龍的相容性較好;
     ③ 分解溫度高,在PA加工溫度下不分解;
     ④ 耐久性優良,無明顯的表面遷移;
     ⑤ 對材料的力學性能的影響較小,大多數阻燃劑均會降低材料的性能;
     ⑥ 產品電性能影響小,有些阻燃劑對產品電性能有很大影響,從而限制了在電子電器領域應用;
     ⑦ 對設備的腐蝕盡可能小,一般來講鹵素阻燃劑分解產生HX,對設備有一定的腐蝕;
     ⑧ 無毒、無臭、無污染;
     ⑨ 價格便宜,阻燃劑價格與用量是材料生產成本的主要因素。
    二、阻燃劑分為主阻燃劑和輔阻燃劑。主阻燃劑一般是阻燃效果好的,發揮主阻燃作用的阻燃劑,而輔阻燃劑則是效果不十分理想的,不能單獨使用的,配合使用時效果明顯的阻燃劑,輔阻燃劑起到消煙,防滴落等作用。
     1、主阻燃劑有鹵素、磷系、氮系、無機氫氧化物等,一般主阻燃劑加入量較大。
     2、輔阻燃劑為效劑如Sb2O3、硼酸鋅等,另一類為消煙劑如ZnO、ZnS、Fe2O3等。在實際應用過程中還應注意兩大問題。
     ① 阻燃劑協同效應的應用,在一個配方中,有時需要使用幾種阻燃劑,在選擇阻燃劑搭配組合時,必須了解哪些阻燃劑組合時有相互補充的作用,哪些阻燃劑是相互抵消的。
     下面介紹PA常用的幾種組合:
     a. 鹵系與銻系,Sb2O3單獨使用時并沒有阻燃效果,但與鹵系阻燃劑配合使用時有明顯效果,這是因為在燃燒是分解的鹵素與Sb2O3發生了反應,生存了SbX3及SbOX3,而SbX3密度大,具有明顯的隔氧效果,且SbX3具有捕捉自由基的作用,增加了鹵系氣相阻燃效果,鹵系與銻系的配比一般為3:1.
     b. 鹵系和磷系,在鹵磷復合體系中,鹵系阻燃劑主要產生氣相阻燃效果,磷系阻燃劑在燃燒時會形成偏磷酸鹽產生固相阻燃效果,兩者形成完整的氣-固相阻燃體系。同時,鹵、磷之間反應還可生產PX3、PX2氣體,這類氣體密度較HX大,不易擴散,包圍在火焰表面,起到隔氧作用,鹵素與磷系的配比一般為3:2。
     c. 磷系與氮系,氮系阻燃劑可促進磷系化合物的碳化,即成碳作用。碳層覆蓋被燃物表面起到隔氧作用,從而提高了阻燃效果。
     d. 磷系與銻系,其協同機理基本與鹵/銻體相似。
     e. 紅磷、金屬氧化物,聚磷酸酯酰胺等之間也有協同效應。
     f. Sb2O3/硼酸鋅配合產生協同作用,硼酸鋅起到防滴落作用,硼酸鋅的加入,可減少Sb2O3的用量。
     g. 紅磷與炭黑有協同作用,添加炭黑時,紅磷的用量可減少。
     ② 阻燃劑間的對抗作用,很多阻燃劑組合能產生協同效應,提高其阻燃效果。但有些阻燃劑相互配合時會相互抵消阻燃作用。使用時應特別注意。
     a. 鹵系化合物不宜同有機硅混合使用,兩者混合使用,使阻燃體系的氧指數降低;
     b. 溴系阻燃劑不宜與硬脂酸鋅配合使用,否則會降低溴系阻燃效果。
     c. 紅磷與有機硅不宜混合使用。
     d. 溴系阻燃劑體系中,不宜添加CaCO3和MgCO3,否則會降低其阻燃效果。
     三、阻燃配方設計的原則與要求,PA阻燃體系的組成與阻燃效果、力學性能有密切關系,PA阻燃劑體系應包括基料、主輔阻燃劑、助劑等組分,對于不同的PA,不同用途其組成是不一樣的,因此,在設計配方時,應根據PA的性質如熔點、結構、用途、性能要求調配,一般原則如下:
     ① 根據PA的熔點來選擇阻燃劑品種。
     ② 根據阻燃PA的用途選擇阻燃劑品種。
     ③ 根據阻燃PA性能要求選擇相關助劑如增韌劑、潤滑劑等。
     ④ 在制造玻璃纖維增強阻燃PA時,只能選擇鹵磷系阻燃劑,氮系阻燃劑不能單獨用于玻璃纖維增強阻燃體系。同時,阻燃劑分散劑顯得十分重要。
     ⑤ 在制造白色等淺色阻燃PA時,對阻燃劑的白度、純度有很高要求,阻燃劑的雜質,特別是具有氧化作用的金屬雜質,在高溫下發生氧化反應會加深阻燃體系的色度。
     ⑥ 在阻燃尼龍配方中,還應注意添加一定的分散劑,不同阻燃體系使用的分散劑亦不同,其加入量也不一樣。

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