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添加型尼龙阻燃剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2017-10-12 17:03:57 |
添加型尼龙阻燃剂红磷的优点是有效磷含量高，在燃烧时比其它含磷化合物产生更多的磷酸。达到相同的阻燃等级时，红磷的添加量比其它的阻燃剂更低，使尼龙能较好的保持自身的力学性能。作为阻燃剂的红磷的主要缺点是它的红颜色、易燃和通过与水反应生成高毒性的磷化氢(膦) 。将普通红磷进行微胶囊化可避免其缺点。
添加型尼龙阻燃剂聚磷酸铵(APP) 通过降低聚酰胺的降解温度、改变最终气相产物的组成参与了聚酰胺的热降解过程，同时在聚合物基体上形成蜂窝状炭化覆盖层，隔断两相界面的热量和物质传递，起到了保护基体的作用。
由于成炭有流动趋势，会导致炭层下面的基材暴露，增大了燃烧的危险性。加入一些无机添加剂， 如滑石粉( Talc) ，MnO2 ， ZnCO3 ，CaCO3 ，Fe2O3 ，FeO ，Al (OH) 3 等，阻燃效果增加。在APP 添加量为20 %的尼龙6 中加入以上一种添加剂(约1. 5 %～3. 0 %) ，LOI 值从25 升至35～47 ，达 到V20 级。
氮系阻燃剂：氮系阻燃剂低毒、不腐蚀、对热和紫外线稳定、阻燃效率好且价廉。缺点是以其阻燃的塑料加工困难，在基材中分散性较差。适用于尼龙的氮系阻燃剂主要有MCA (三聚氰胺- 三聚氰酸盐) 、蜜胺(三聚氰胺) 、MPP(三聚氰胺磷酸盐)等。
关于其阻燃机理， 一方面是“升华吸热”的物理阻燃方式， 即通过阻燃剂的“升华吸热”降低聚合物材料的表面温度并隔绝空气而达到 阻燃的目的，另一方面是凝聚相中阻燃剂与尼龙相互催化直接碳化膨胀机理。MCA在阻燃过程中同时表现促进碳化和发泡双重功能。对于不同的种类的尼龙其阻燃机理略有不同，其阻燃效果也有所不同。
Pieter Gijsman和Shahab Jahromi等分别研究了MCA和MPP在尼龙6和尼龙66中的作用机理，发现在MCA和MPP尼龙66会导致交联，而在尼龙6中则促使降解，阻燃效果尼龙66优于尼龙添加型尼龙阻燃剂MCA 是由三聚氰胺和三聚氰酸在水中合成的三聚氰胺- 三聚氰酸盐，是一种靠氢键结合的加合物。它是一种优良的阻燃剂， 具有无卤、低毒、低烟等优点， 常用于尼龙类高分子材料的阻燃。
磷酸三丁氧基乙基酯(增塑剂TBEP)用途
本品为阻燃性增塑剂，主要用于聚氨酯橡胶、纤维素、聚乙烯醇等的阻燃和增塑，具有良好的低温特点。磷酸三丁氧基乙基酯(增塑剂TBEP)用途用作橡胶、纤维素和树脂的阻燃增塑剂和加工助剂。它被推荐用于丙烯腈类橡胶、乙酸纤维素、环氧树脂、乙基纤维素、聚乙酸乙烯酯和热塑性及热固性聚氨酯。磷酸三丁氧基乙基酯(增塑剂TBEP)也作为消泡剂（防泡剂）用于涂料、洗涤剂及纺织品中。具有良好的低温特点。本品也可用于硝化纤维素、乙基纤维素、丙烯酸类塑料增塑剂，可使制品具有透明性和良好的耐紫外线性能。
外 观：无色或淡黄色黏稠液体
密度:1.006
熔点:-70 oC
沸点:215-228 oC (4 mmHg)
折射率:1.437-1.439
闪点:223 oC
酸 值(mgKOH/g):0.1MAX
折 光 率(nD25):1.4320-1.4380
水 份 %:0.2%MAX
比 重 (20/20℃):1.017-1.023
色 度 (pt-co):50MAX
但传统的MCA 熔点高(400 ℃以上直接分解和升华) ，只能以固相粒子形态与树脂共混复合，因此分散不均匀，分散相尺寸大，影响其阻燃效果; 另外，由于MCA 主要是气相阻燃， 燃烧过程中材料凝聚相成炭量较低，炭层松散，不能形成致密的保护层，也限制了其阻燃效率的提高。
四川大学采用分子复合技术在三聚氰胺氰尿酸盐(MCA ) 分子中引入与其分子结构互补且自身具有阻燃性的改性剂W EX 来降低MCA 的熔点，使之可与PA 6 共熔复合，超细均匀分散;并利用W EX 在材料燃烧过程中的成炭性，改善炭层质量， 增强MCA 阻燃剂的凝聚相阻燃效果，制备出阻燃性能和力学性能优良的阻燃材料；岳阳石化研究院开发的尼龙用无卤阻燃剂MCA ，添加量为18 %～25 % ，阻燃性达到UL94V - 0 级。
膨胀阻燃剂是重要的一类无卤阻燃体系.膨胀阻燃剂优于含卤阻燃剂之处在于其燃烧时烟雾小，而且放出的气体无害。另外，膨胀阻燃剂生成的炭层可以吸附熔融、着火的聚合物，防止其滴落传播火灾.研究中用于膨胀阻燃剂主要有以下几种:气源(三聚氰胺类) 、酸源(磷氮阻燃剂) 、碳源( PA 本身) 以及辅助协同阻燃剂如硼酸锌、氢氧化铝，还有防滴落剂等。
王惠芳等和Arai等研究了IFR各组分间的匹配与尼龙66阻燃性能之间的关系，发现选择合适的配比可以获得较好的阻燃性。当磷氮阻燃剂和三聚氰胺类的质量比例小于1％时，不能达到阻燃的效果；大于30％时在加工过程中将产生挥发；在比例在1％～30％，特别是7％～20％之间时，既可获得好的阻燃效果又不影响加工过程。
无机阻燃剂具有毒性低、热稳定性好，不产生腐蚀性气体，不析出，发烟量小，有持久的阻燃效果等优点。但添加量大，造成聚合物的成型加工性能和物理性能下降。适用于聚酰胺的无机阻燃剂有赤磷、聚磷酸铵、磷铵、三氧化二锑、硼酸锌、氢氧化镁、铁的各种氧化物等。
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