山东诺威达║尼龙阻燃的配方研究

山东诺威达║尼龙阻燃的配方研究

     阻燃尼龙的分类可以说是五花八门，从很多角度都可以进行区分。在颜色上主要划分为白色和黑色，对于顾客要求，可以定制生产其他颜色；在性能上区分比较繁杂，比如通过玻纤增强后可以做成增强阻燃尼龙，又通过细分玻纤含量衍生出更多品种如GF30%，通过马来酸酐接枝POE增韧改性后可以做成增韧阻燃尼龙，对于电子电器行业还会要求电绝缘性或者抗静电性等，从而可以生产某类产品专用料；对于使用阻燃剂还可以继续分类，含卤和无卤阻燃尼龙。这个产品和火有解不开的缘分，专门为火而研发的产品，在近年来无卤阻燃尼龙在市场上十分走俏，客户需求明显增长。

     阻燃尼龙制造过程中，应考虑几个方面的问题，这就是制品对阻燃等级的要求；对材料力学性能的要求；对表面性质、加工性能及着色性能的要求等。根据使用要求，确定阻燃种类与用量，助剂的选择与工艺条件是十分重要的。

      一、助燃剂的选择原则，助燃剂的选择主要从阻燃效率、产品性能、毒性等方面考虑。

    ①．阻燃效果好、用量少；

    ②．与尼龙的相容性较好；

    ③．分解温度高，在PA加工温度下不分解；

    ④．耐久性优良，无明显的表面迁移；

    ⑤．对材料的力学性能的影响较小，大多数阻燃剂均会降低材料的性能；

    ⑥．产品电性能影响小，有些阻燃剂对产品电性能有很大影响，从而限制了在电子电器领域应用；

    ⑦．对设备的腐蚀尽可能小，一般来讲卤素阻燃剂分解产生HX,对设备有一定的腐蚀；

    ⑧．无毒、无臭、无污染；

    ⑨．价格便宜，阻燃剂价格与用量是材料生产成本的主要因素。

     二、阻燃剂分为主阻燃剂和辅阻燃剂。主阻燃剂一般是阻燃效果好的，发挥主阻燃作用的阻燃剂，而辅阻燃剂则是效果不十分理想的，不能单独使用的，配合使用时效果明显的阻燃剂，辅阻燃剂起到消烟，防滴落等作用。

    1、主阻燃剂有卤素、磷系、氮系、无机氢氧化物等，一般主阻燃剂加入量较大。

    2、辅阻燃剂为效剂如Sb2O3、硼酸锌等，另一类为消烟剂如ZnO、ZnS、Fe2O3等。在实际应用过程中还应注意两大问题。

    ①．阻燃剂协同效应的应用，在一个配方中，有时需要使用几种阻燃剂，在选择阻燃剂搭配组合时，必须了解哪些阻燃剂组合时有相互补充的作用，哪些阻燃剂是相互抵消的。

      下面介绍PA常用的几种组合。

    a.卤系与锑系，Sb2O3单独使用时并没有阻燃效果，但与卤系阻燃剂配合使用时有明显效果，这是因为在燃烧是分解的卤素与Sb2O3发生了反应，生存了SbX3及SbOX3,而SbX3密度大，具有明显的隔氧效果，且SbX3具有捕捉自由基的作用，增加了卤系气相阻燃效果，卤系与锑系的配比一般为3:1. 

    b.卤系和磷系，在卤磷复合体系中，卤系阻燃剂主要产生气相阻燃效果，磷系阻燃剂在燃烧时会形成偏磷酸盐产生固相阻燃效果，两者形成完整的气-固相阻燃体系。同时，卤、磷之间反应还可生产PX3、PX2气体，这类气体密度较HX大，不易扩散，包围在火焰表面，起到隔氧作用，卤素与磷系的配比一般为3：2。

    c.磷系与氮系，氮系阻燃剂可促进磷系化合物的碳化，即成碳作用。碳层覆盖被燃物表面起到隔氧作用，从而提高了阻燃效果，例如山东诺威达化学公司的尼龙专用无卤阻燃剂大多是此系列的，最新型号如PN2131C :  PA6专用 ， 

PN2131CG : PA6 , PA66通用 ， 

PN4131CH : 用于耐高温PA66 , 

PN5131 : 用于高温尼龙9T ,10T , 等等。

    d.磷系与锑系，其协同机理基本与卤/锑体相似。

   e.红磷、金属氧化物，聚磷酸酯酰胺等之间也有协同效应。f.Sb2O3/硼酸锌配合产生协同作用，硼酸锌起到防滴落作用，硼酸锌的加入，可减少Sb2O3的用量。g.红磷与炭黑有协同作用，添加炭黑时，红磷的用量可减少。

    ②.阻燃剂间的对抗作用，很多阻燃剂组合能产生协同效应，提高其阻燃效果。但有些阻燃剂相互配合时会相互抵消阻燃作用。使用时应特别注意。

    a.卤系化合物不宜同有机硅混合使用，两者混合使用，使阻燃体系的氧指数降低；

    b.溴系阻燃剂不宜与硬脂酸锌配合使用，否则会降低溴系阻燃效果。

    c.红磷与有机硅不宜混合使用。

    d.溴系阻燃剂体系中，不宜添加CaCO3和MgCO3,否则会降低其阻燃效果。

     三、阻燃配方设计的原则与要求，PA阻燃体系的组成与阻燃效果、力学性能有密切关系，PA阻燃剂体系应包括基料、主辅阻燃剂、助剂等组分，对于不同的PA，不同用途其组成是不一样的，因此，在设计配方时，应根据PA的性质如熔点、结构、用途、性能要求调配，一般原则如下。

    ①.根据PA的熔点来选择阻燃剂品种。

    ②.根据阻燃PA的用途选择阻燃剂品种。

    ③.根据阻燃PA性能要求选择相关助剂如增韧剂、润滑剂等。

    ④.在制造玻璃纤维增强阻燃PA时，只能选择卤磷系阻燃剂，氮系阻燃剂不能单独用于玻璃纤维增强阻燃体系。同时，阻燃剂分散剂显得十分重要。

    ⑤.在制造白色等浅色阻燃PA时，对阻燃剂的白度、纯度有很高要求，阻燃剂的杂质，特别是具有氧化作用的金属杂质，在高温下发生氧化反应会加深阻燃体系的色度。

    ⑥.在阻燃尼龙配方中，还应注意添加一定的分散剂，不同阻燃体系使用的分散剂亦不同，其加入量也不一样。