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阻燃尼龍的制造

2016-10-13 11:00:42

溴系阻燃劑在燃燒中,會分解出二噁英等致癌物質(zhì)而對環(huán)境造成污染;磷系阻燃劑中,紅磷、聚磷酸銨、磷酸酯等,紅磷的阻燃效果很好,而用量很少,并對尼龍力學性能影響較小。產(chǎn)品的漏電指數(shù)很高,其缺點是紅磷呈棕紅色,只能制造黑色或紅色黑色塑料加工制品。氮系阻燃劑主要有三聚氰胺、三聚氰酸鹽、蜜胺等。
 
氮系阻燃劑的優(yōu)點是分解時不產(chǎn)生有害氣體,是一種綠色環(huán)保型阻燃劑,不足的是阻燃效果較溴系及紅磷差,特別是不適合制造高玻璃纖維含量的阻燃尼龍。無機阻燃劑也是環(huán)保型阻燃劑,但無機阻燃劑的用量大,一般需添加40%以上才能阻燃作用。添加量大,必然會降低尼龍的力學性能。
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阻燃劑對PA彎曲強度,沖擊強度的影響幾乎成反比關(guān)系,即隨阻燃劑用量的增加,PA的彎曲強度,沖擊強度呈直線下降,PA66下降的幅度較PA6大,這可能是PA66大分子間的氫鍵較PA6多,阻燃劑的加入在某種程度上減少了PA66大分子間氫鍵的形成所致。在主阻燃劑中添加一定的協(xié)效劑可提高其阻燃效果,這已成為公認的事實。
 
當阻燃PA燃燒時應考慮揮發(fā)組分所帶來的危害。阻燃配方燃燒時產(chǎn)生有毒物質(zhì)和煙霧的速率要比非阻燃配方產(chǎn)生的速率快。鹵素阻燃劑對環(huán)境的污染比磷系大,氮系阻燃劑的污染很小。阻燃劑尼龍用作各種電氣、電子設(shè)備部件時,阻燃劑對金屬的腐蝕問題不可忽視。對金屬的腐蝕包括兩個方面:即電解腐蝕和煙霧腐蝕。這兩種腐蝕都會降低材料的絕緣性能,導致元件的損壞。
 
煙霧腐蝕性的評價可用法國全國通訊研究中心所發(fā)明的測試方法來評價。該方法是在封閉室里,將銅絲暴露于絕緣材料的燃燒產(chǎn)物中,當含飽和水蒸氣的室內(nèi)溫度達到露點時,測得銅絲的電阻變化值。材料的CLF值越大,則表明其電解腐蝕和煙霧腐蝕性越大。氯系和溴系阻燃體系的腐蝕性較大,氮系阻燃體系最小。因此,氮系阻燃劑合適電子電氣設(shè)備部件的阻燃。
 
由于阻燃劑大多數(shù)是低分子化合物,與PA的相容性較差。因此,阻燃劑加入會降低PA的力學性能。增加阻燃劑用量,阻燃PA的流動性較純PA大,因阻燃劑小分子在PA大分子間起到增塑劑的作用沒阻燃劑的存在,提高了PA的流動性,特別是MCA即是阻燃劑,又是理想的潤滑劑。
 
紅磷和氮氣阻燃劑的用量較少,但鹵系阻燃劑的阻燃效果較好。從阻燃尼龍產(chǎn)品的制造而言,阻燃劑的用量增加,將導致生產(chǎn)成本的增加,因此選擇何種阻燃劑應根據(jù)塑料加工產(chǎn)品性能要求與成本來權(quán)衡。從阻燃劑應用加工過程的揮發(fā)成本和燃燒過程中產(chǎn)生的有害氣體的多少,可以判斷其毒性的大小,實際使用中盡可能避免對環(huán)境的污染。
 
對于不同結(jié)構(gòu)的尼龍,不同的阻燃體系,其協(xié)效劑的作用是不同的,協(xié)效劑的使用量對其作用效果也有所不同,因此,實際應用中,必須經(jīng)試驗驗證后才能予以確認。對未增強PA66,氧化鐵或硼酸鋅與氧化鐵的混合物是很有效的阻燃協(xié)效劑。對以玻璃纖維增強的PA66,當DCRP用量為10%-18%時,如采用三氧化二銻為協(xié)效劑,0.4mm材料的阻燃級別為V-0;如以硼酸鋅或氧化鋅為協(xié)效劑,材料的阻燃性欠佳,此時有效的單一協(xié)效劑是氧化鐵。
 
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