無鹵阻燃玻纖增強尼龍66
尼龍“屬于易燃材料,它的氧指數(shù)為24,燃燒時發(fā)熱量大,產(chǎn)生大量的濃煙和熔滴,極易傳播火焰。玻璃纖維增強尼龍雖然克服了機械性能方面的不足,但玻纖的加入使得尼龍由于“燭芯效應”更易燃燒,面對玻纖增強尼龍復合材料日益廣泛的應用,開發(fā)綜合性能優(yōu)良的阻燃級尼龍產(chǎn)品具有重大社會和經(jīng)濟效益。阻燃增強尼龍(GFRPA)的研制國外開始于70年代,國內(nèi)的開發(fā)則始于80年代。阻燃增強尼龍的主要途徑是在復合過程中加入阻燃添加劑。目前國內(nèi)外用于PA的阻燃劑可分為鹵系、磷系、氮系和無機化合物幾大類,耐寒抗紫外線PA66不同種類阻燃劑在阻燃機理、阻燃效率以及對材料性能的影響方面差異較大。目前增強尼龍阻燃改性所用的阻燃劑己由傳統(tǒng)的鹵素阻燃劑發(fā)展到磷系、有機氮化合物和無機化合物以及膨脹性阻燃劑等多個阻燃劑品種,為不同應用領(lǐng)域、不同阻燃尼龍性能要求提供了更多的選擇空間。
玻纖增強尼龍66大幅度的提高了尼龍66的剛性、強度、耐熱性等性能,使其應用于越來越高的場合,對其的要求也隨之提高,所以它的阻燃性成為一個重要的參數(shù),目前,對玻纖增強尼龍66的阻燃研究較多,但多為含鹵阻燃劑,由于它的一些缺陷,越來越多的行業(yè)和部門已開始限制或制止使用含鹵阻燃劑09,20],鹵系阻燃劑如十溴二苯醚,用作玻纖增強尼龍66阻燃劑時,添加量大,而且在加工溫度下有氣體放出和高溫下有嚴重的遷移現(xiàn)象,使材料機械性能下降,尤其是耐漏電指數(shù)(C11)降低,無鹵阻燃劑中,主要有磷系、氮系、無機阻燃劑等,在玻纖增強尼龍66中,耐寒抗紫外線PA66由于加工溫度較高,一些阻燃劑的使用受到限制,而研究較多的有紅磷阻燃玻纖增強尼龍66,其加入6%.8%便可達到UL94V-0級例,由于紅磷含磷量高,在燃燒時能產(chǎn)生更多的磷酸,脫水成炭而達到阻燃目的,但它的缺點是紅顏色、易燃、以及與水反應生成高毒性的磷化氫,MCA只適用于純尼龍,耐寒抗紫外線PA66對增強尼龍無效,對玻纖增強尼龍阻燃性及力學性能較差。聚磷酸銨(APP)在含量為10%.30%時阻燃效率較低,耐寒抗紫外線PA66在添加到40%.50%時具很好的阻燃性,隨阻燃劑增加,在尼龍表面形成膨脹炭層,隔斷了兩相界面的熱量和物質(zhì)傳遞,起到了保護基體作用,但APP由于分解溫度低而不適于玻纖增強體系
概括一下這些產(chǎn)品存在的缺點和不足:
1、含鹵阻燃劑雖然可達到很好阻燃性能及力學性能和電性能,但其在燃燒時產(chǎn)生大量的溴化氫、氯化氫等有毒物質(zhì),對人體及環(huán)境的危害特別大,特別是十溴二苯醚,由于其溴含量較高而對尼龍具有較高的阻燃性能,但燃燒時產(chǎn)生致癌性物質(zhì)。
2、使用無機阻燃劑,雖然其無毒、無腐蝕性,而且價格低廉且來源廣泛,由于無機阻燃需要添加大量阻燃劑,在特殊情況下會超過聚合物本身的量,因此勢必對高聚物的物理機械性能產(chǎn)生很大影響,而且對玻纖增強尼龍體系,無論從加工溫度,還是對材料力學性能、阻燃性能和電性能影響來看,均不適于該體系。
3、采用紅磷阻燃劑,紅磷具有很高的阻燃效率并能改善制品的抗電弧性,使阻燃尼龍獲得良好的電性能和阻燃性能,但由于紅磷的加入使制品的顏色加深,影響制品的應用,紅磷在加工過程中產(chǎn)生毒氣——磷化氫。對于紅磷來講,還有儲存問題,因其本身為易燃品,這就大大限制了其在尼龍中的應用,一般只應用于尼龍6中。
4、采用MCA阻燃劑,雖為無鹵阻燃劑,但對PA66性能影響較大,對純尼龍66具有較好的阻燃效率,但熱穩(wěn)定性差,且易吸潮使制品在潮濕環(huán)境下電性能較差,特別是玻纖增強阻燃PA66,阻燃性能和力學性能較差,漏電指數(shù)低。因而MCA不適于玻纖增強尼龍66。
對玻纖增強無鹵阻燃是研究的熱點和難點,目前對無鹵阻燃玻纖增強尼龍66的研究國內(nèi)外報道較少,耐寒抗紫外線PA66隨著我國汽車工業(yè)、機械、電子電氣、儀器儀表、航空航天及船舶工業(yè)的發(fā)展,對材料性能要求越來越高,開發(fā)高性能化、高功能化改性尼龍66新產(chǎn)品己成為近期的研究開發(fā)方向,因此,應積極開發(fā)具有耐高溫、低吸濕、高硬度、高韌性、阻燃等特殊功能的改性尼龍66,研究高性能玻纖增強無鹵阻燃PA是高性能新材料的發(fā)展趨勢,是高新技術(shù)領(lǐng)域?qū)Ω咝阅芄こ趟芰系男枨螅哂袕V闊的前景
阻燃尼龍的發(fā)展趨勢
隨著聚酰胺工程塑料的應用越來越廣泛,對阻燃尼龍的要求也越來越高,出于對環(huán)保的考慮,阻燃無鹵化一直倍受關(guān)注,同時考慮到在提高尼龍的阻燃要求的同時而又不損壞產(chǎn)品的力學性能。而且有時要保持產(chǎn)品的本色,在使用時的抗靜電,抗氧化的要求,還有在產(chǎn)品燃燒時對煙含量也有要求等等綜合考慮。所以,添加何種阻燃劑來滿足阻燃尼龍的全方位的要**當今所面臨的首要問題。因此對阻燃劑的要求也越來越高,為了滿足這些要求,未來阻燃劑就應向著多功能復合型,微膠化,阻燃母粒,環(huán)保,高效等方向發(fā)展陋.