有關改性尼龍:常用的無機阻燃劑
尼龍6阻燃常用無機阻燃劑有紅磷、聚磷酸銨、硼酸鋅、氫氧化鎂、三氧化鐵、三氧化二銻等。優點是毒性低,熱穩定性好,無腐蝕性氣體,無析出,發煙量小,阻燃效果持久,消費量逐年上升,已占居尼龍6阻燃市場的半壁江山,但添加量大、對機械性能影響較大。
紅磷是尼龍6開發最早、應用最廣的阻燃劑之一,既可以與尼龍6樹脂共混,也可以與己內酰胺原位共聚,分散性好,5%的加入量就可以達到UL94V1的等級,7.5%的加入量可達到V0的阻燃等級,紅磷與鑭系化合物、滑石粉復配,加入量10.5%左右可將玻纖增強尼龍6阻燃等級提高到V0級。缺點是吸濕、易燃、相容性差,對材料色彩有影響。
聚磷酸銨(APP)的加入可促進尼龍6表面膨脹炭層的形成,產生阻燃效果,但形成的阻燃炭層易于流動,增大了下層尼龍6基體燃燒的風險,與滑石粉共混,阻燃效果大幅提升,與滑石粉混合比例6:1,加入量30%,尼龍6極限氧指數可達42%,混合比例為2:1,尼龍6阻燃等級可達94ULV0級,缺點是易吸濕,熱穩定性低。
硼酸鋅無毒、無味、無嗅的白色粉沫,比重2.67g/cm3,300℃長時間加熱僅失去0.7%的結晶水,水蒸汽稀釋了空氣中的氧,吸走熱量,300℃以上,分解的B2O3玻璃狀膜履蓋在聚合物表面,起到隔絕熱氧的效果,與鹵系阻燃劑復配使用效果更佳。
氫氧化鎂340℃以上大量吸熱,490℃以上分解產生氧化鎂,大幅度降環境溫度,稀釋并隔絕氧與聚合物接觸,催化聚合物表面炭化,抑制煙的產生,對尼龍6阻燃的效果明顯優于尼龍66,加入量達到60%左右,尼龍6極限氧指數可達205%。
三氧化二鐵與COD有非常好的協同作用,無鹵情況下亦有良好的阻燃效果,尤其對熱分解溫度高的尼龍66、尼龍46阻燃效果優于尼龍6,一般與成炭有機化合物、碳穩定物質復配使用。
三氧化二銻添加型阻燃劑,白色結晶性粉末。加熱變黃,冷后變白。無氣味。熔點655℃。沸點1425℃,常與其他阻燃劑、消煙劑復配使用于尼龍6阻燃,燃燒初期,三氧化二銻熔融,在材料表面形成保護膜隔絕空氣,通過內部吸熱反應,降低燃燒溫度。在高溫狀態下氣化,稀釋了空氣中氧濃度,從而起到阻燃作用,優點是對材料力學性能影響小。