无卤阻燃增强尼龙配方技术.docx

无卤阻燃增强尼龙配方技术 一、背景 随着我国经济的高速发展, 工程塑料在电子电器行业的应用获得了迅速增长, 其中应用最广的是尼龙(PA)。增强尼龙是一种性能优良用量大的工程塑料，玻纤增强尼龙具有优异的力学性能,然而其阻燃性能不能满足电子电器行业的要求。阻燃剂的大量添加, 虽然在一定程度上改善了材料的阻燃性, 但材料的力学性能和电绝缘性能都会受到很大的影响,增强尼龙复合材料在汽车、机械仪表、电子电气、国防军工、航空等领域有着广泛的应用。 随着人们对阻燃及环保的重视，无卤阻燃并且不析出有害物质的阻燃剂成为首选。生产无卤阻燃增强尼龙， 目前市场常用的阻燃剂有3、4种，即红磷、聚磷酸密铵（MPP）、有机次磷酸盐及氢氧化镁。以红磷为阻燃剂优点为阻燃效率高，添加量少，从而对制品性能影响小，主要缺点是制品除外观暗红外， 在加工和高温高湿环境中有可能释放有害物质，并且腐蚀制品，多家知名公司对红磷进行限制。以三聚氰胺聚磷酸盐（MPP）为阻燃剂优点是色泽好，绿色环保，主要缺点是加工温度不能太高。氢氧化镁需要添加量很大才阻燃，导致制品性能严重下降。有机次磷酸盐各项性能都较好，但价格太高。市场急需一种色泽好、绿色环保机械性能、电性能及加工性能较好，价格适中的无卤阻燃剂。采用以磷氮阻燃剂为主，辅以阻燃增效剂、成炭剂、偶联剂、电性能改善剂及加工助剂制成TA-1602复合阻燃剂。以该阻燃剂制成的阻燃增强尼龙具有较好的色泽，良好的机械性能、电性能和加工性能，较小的比重，燃烧性能达到FV-0级。 从尼龙的发展方向上看, 无卤阻燃剂以及多种阻燃剂共同作用的复合型高力学性能阻燃尼龙会越来越受到重视。广泛应用在电子电气、交通运输、办公自动化等要求阻燃产品上。 二、无卤阻燃增强尼龙 2.1阻燃尼龙机理 尼龙的阻燃主要通过两种途径实现: 1）使用添加型阻燃剂 即通过机械共混方法,将阻燃剂和尼龙机械地掺和在一起, 然后熔融挤出, 使其获得阻燃性。对于尼龙的添加阻燃多采用复配阻燃体系, 在阻燃级别相同的情况下,采用复配阻燃体系可减少阻燃剂的用量。 2）使用反应型阻燃剂 阻燃剂是作为一种反应单体参加反应, 并结合到尼龙大分子的主链或侧链上去, 使尼龙本身含有阻燃成分。其特点是不存在阻燃剂挥发、溶出、迁移和渗出问题, 且由于其自身的化学结构, 不需要阻燃处理即具有本质阻燃性, 在将来有可能取代一部分以阻燃剂处理的阻燃高分子材料, 是一种较为理想的方法, 但操作和加工工艺复杂, 成本也比较高, 适用于具有高附加值的高弹性尼龙、聚醋、纤维等的阻燃。 2.2无卤阻燃尼龙常见组分： 2.2.1尼龙 1）尼龙6 尼龙6（聚己内酰胺树脂）是一种韧性好、电性能优异、耐油、耐磨的重要工程塑料，但纯尼龙强度较差，热变形温度低，一般需通过玻纤（GF）增强提高性能。玻纤增强尼龙由于具有强度高、尺寸稳定性好等优点受到广泛的应用。由于尼龙6是一种可燃性塑料，其用于电子电气、交通建筑领域的制品一般都需要进行阻燃改性,尼龙6树脂一般采用东京都港区宇部兴产株式会社的。 2）尼龙66 聚酰胺(PA66)以其优异的综合性能而在汽车、电子电气等领域得以广泛应用。随着电子电气等设备向高性能、微型化方向发展, 对阻燃PA66的性能也提出了越来越高的要求。同时, 随着人类环保意识的增强, 绿色环保产品受到普遍关注。因此,阻燃PA66的高性能化、功能化及绿色环保将成为发展方向。目前国内阻燃增强PA66的发展已较为成熟, 常采用的改性体系有玻璃纤维(GF) /十溴二苯乙烷/三氧化二锑复配体系、GF/溴化聚苯乙烯/三氧化二锑复配体系等。但这些改性体系存在阻燃剂用量较大的缺陷, 虽然在一定程度上改善了材料的阻燃性、提高了材料的灼热丝温度, 但却造成材料的力学性能、电性能等的降低,直接影响了材料在电子电气行业的应用。新型无卤阻燃剂的协效使用，大大解决这些问题。尼龙66树脂一般采用平顶山神马集团的。 2.2.2玻璃纤维 玻璃纤维(GF)是纤维增强复合材料中应用最为广泛的增强体。高玻纤含量可以提高尼龙的刚性、尺寸稳定性和降低吸水率, 但是也带来一系列的问题。当GF的含量超过40%时, 复合体系的熔体粘度增大, 不仅使加工成型困难, 而且制品容易出现玻纤外露、表面粗糙的不良现象。研究表明, 玻纤增强尼龙66复合材料在玻纤含量为30%时,其缺口冲击强度达到最大值; 含量为15% 时,无缺口冲击强度达到最小值。需将玻纤含量控制在30%附近, 材料的缺口、无缺口冲击强度才会达到较理想的值,其拉伸强度也较高。玻璃纤维一般采用浙江巨石集团的。 2.2.3无卤阻燃剂 1）磷系阻燃剂 磷系阻燃剂一般通过固相及气相共同作用实现．磷系阻燃剂分解生成含氧酸，使聚合物材料脱水，形成炭层隔绝空气。红磷热解释放PO·自由基可以捕捉HO·自由基，达到气相阻燃作用