无卤阻燃尼龙

尼龙66阻燃途径：添加型阻燃剂：阻燃剂和尼龙66通过机械共混法掺和在一起后熔融挤出，使其获得阻燃性。尼龙66多采用复配阻燃体系反应型阻燃剂：阻燃剂作为反应单体与尼龙66大分子的主链或侧链结合，使其本身还有阻燃成分。特点：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尼龙66阻燃剂类型：添加型阻燃剂磷系阻燃剂：无机磷系阻燃剂主要包括红磷、磷酸盐和聚磷酸密铵(MPP)。有机磷系阻燃剂包括磷酸酯、亚磷酸酯、膦酸酯等。含磷阻燃剂主要在固相发生作用，受热分解由磷系阻燃剂一磷酸一偏磷酸一聚偏磷酸。聚偏磷酸不易挥发，具有强脱水性，在聚合物表面形成石墨状的碳化膜，使聚合物与空气隔绝；脱出的水吸收大量的热，使聚合物表面温度下降。适用于尼龙66的含磷阻燃剂有红磷、次磷酸盐及反应型含磷阻燃剂等。红磷中有效磷含量高，在燃烧时比其它磷化合物产生更多的磷酸。在尼龙66中添加小于10%的红磷就能很好地解决材料的阻燃性和耐漏电性的矛盾。次膦酸盐是新一代磷系阻燃剂，其在凝聚相发挥阻燃作用，是有效的成炭促进剂，以它为活性组分，再加人含氮成分的协效剂可取得良好的阻燃效果。氮系阻燃剂：挥发性小、本身及分解产物的毒性低符合尼龙66的含氮阻燃剂主要有三聚氰胺(MA)、氰脲酸三聚氰胺(MCA)、聚磷酸三聚氰胺(MPP)等。三聚氰胺系阻燃剂具有较高的阻燃效率，它燃烧时释放CO2、NH3、N2惰性气源，可稀释氧气和高聚物分解产生的可燃气体浓度；另外生成的不燃气体可带走一部分热量，降低聚合物表面温度；生成的从能捕获自由基，抑制高聚物的连锁反应，从而阻止聚合物的燃烧。三聚氰胺系阻燃剂多与含磷阻燃剂、成炭剂复配组成膨胀型阻燃体系。膨胀型阻燃剂以磷、氮为主要活性组分，不含卤素，也不采用氧化锑为协效剂。一般由酸源、碳源、气源三部分组成。酸源一般指无机酸或加热至一定温度能生成无机酸的化合物，碳源主要是一些含碳量高的多羟基化合物，它是形成泡沫炭化层的基础，气源也称发泡源，一般为三聚氢胺、聚磷酸铵等。尼龙66中含有这类阻燃剂，受热时分解出不燃性气体(氨气、水蒸气等)，并在表面能生成一层均匀的炭质泡沫层，此层隔热、隔氧、抑烟，并能防止产生熔滴，具有良好的阻燃性。硅系阻燃剂：无机硅阻燃剂主要为SiO2,兼有补强和阻燃作用，其阻燃机理是当塑料燃烧时形成SiO2覆盖物，起到绝热和屏蔽双重作用。有机硅系阻燃剂主要有硅树脂、硅橡胶及有机硅烷醇酰胺等，具有高效、低毒、无污染、发烟少，对树脂的使用性能影响小，阻燃性能优异等特点。阻燃机理为高分子材料燃烧时，有机硅分子中的-Si-O键形成-Si-C键，生成的白色燃烧残渣与炭化物构成复合无机层，可以阻止燃烧生成的挥发物外逸，阻隔氧气与基质接触，防止熔体滴落，从而达到阻燃的目的，且有机硅阻燃剂的存在，还能改善被阻燃材料的成型加工及机械、耐热等性能。硅系阻燃剂通常需要和其它组分复配才有较好的阻燃效果。硅胶单独使用或者与K2CO3一起用，提高了尼龙66的成炭量（燃烧的聚合物表面上形成一层玻璃状的表层，K2CO3通过酞胺键的碱催化降解起到协效作用）。在尼龙66中加入6%的硅胶，可使尼龙66的热释放速率降低50%，硅胶和K2CO3复配使用，用量很少也可达到同样的阻燃效果。纳米级金属氢氧化物金属氢氧化物如氢氧化铝、氢氧化镁属于无机添加型阻燃剂，热稳定性好、毒性低或无毒、不产生腐蚀气体、在储存过程中不挥发、不易析出。其阻燃作用主要表现在对燃烧的隔绝、冷却和稀释效应。烧的隔绝、冷却和稀释效应。这些阻燃剂遇热分解会吸热，降低材料表面燃烧温度，同时放出水蒸气，稀释可燃气体。同时，分解产物氧化镁、氧化铝与炭化物一起形成一层不活泼的障碍层，包围基体免受火焰的作用。氢氧化物阻燃剂与聚合物的相容性差，需对氢氧化物进行处理提高相容性：a）选择性能优良的表面改性剂，对氢氧化物进行表面改性，使粒子的表面活性提高，改善分散性，提高与高分子材料相容性，提高阻燃效果。b）将氢氧化物粒子超细化尤其是纳米化，利用纳米微米本身所具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应来增强界面作用，改善无机阻燃剂和聚合物基体的相容性，以达到减少用量和提高阻燃性的目的。氮氧化物与含磷阻燃剂有协同阻燃效应。这主要是因为含磷阻燃剂具有强烈脱水作用，促使Al（OH）3脱除结晶水，产生吸热、降温作用，从而使阻燃体系的阻燃效果增强。本质阻燃尼龙66：由于特有的化学结构而本身具有良好阻燃性的高聚物用己二胺、己二酸及双功能团的抓化螺环磷酸醋经界面缩合制得含磷的本质尼龙66。由于含磷阻燃结构是高分子链上的一部分，不存在相容性问题，故含磷尼龙66具有无挥发性、长效等特点。尼龙66/蒙脱土纳米阻燃聚合物/蒙脱土纳米复合材料热稳定性提高的原因不仅仅在于插层型聚合物特殊的“夹心型”结构，也与“平躺”于蒙脱土片层之间聚合物链段的空间位阻效应使其热运动受到限制有关。材料热稳定性的提高除了MMT片层的阻隔作用外，MMT对基体的挥发性降解产物有物理-化学吸附作用。另外，在热氧降解中，MMT有机改性使用的烷基季按盐热分解在MMT片层上造成质子催化点，这些催化点可以促进基体在热降解过程中交联炭化。蒙脱土只能在一定程度上提高材料的力学性能和热稳定性能，增加其成炭率，并不能提高材料的极限氧指数。采用35%磷一漠锑复配阻燃体系LOI（极限氧指数）可达到33.6%，但力学性能会下降。采用磷酸三苯酯和MMT协同氢氧化镁阻燃尼龙66,取得了良好的阻燃效果。无卤阻燃增强尼龙66常用阻燃剂：红磷、聚磷酸密铵（MPP）、有机次磷酸盐及氢氧化镁尼龙6阻燃剂：卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、无机阻燃剂'磷系阻燃剂主要有红磷和聚磷酸铵氮系阻燃剂主要有MCA（三聚氰胺-三聚氰酸盐）、蜜胺（三聚氰胺）、三聚氰胺磷酸盐等无机阻燃剂主要有三氧化二锑、硼酸锌、氢氧化镁等'尼龙6纳米复合阻燃材料：尼龙6/层状硅酸盐纳米复合材料；含2%无机物的尼龙6/蒙脱土纳米复合材料反应型阻燃剂：无机物以纳米尺寸分散于聚合物基体中形成聚合物/无机物纳米复合材料如PA6层状硅酸盐纳米复合材料，密度低，机械强度高，吸气和透气率低，而且材料阻燃性也大大提高。例如含LS5%的PA6其释热速率（PHRR）可下降为纯尼龙6的约40%，质量损失速率（MLR）可下降为纯尼龙的约50%。十漠二苯醚与其它填料（如硼酸锌）改善塑料的阻燃性。用于尼龙的反应型阻燃剂有双（羟乙基）甲基氧膦、1,3,6三（4,6-二氨-2-硫基三嗪）己烷和三聚氰酸的混合物等。在尼龙的分子链上引入三芳基氧化磷，如双（4-羧苯基）苯基氧化磷、双（4-羟苯基）苯基氧化磷，形成的共聚物为耐久性阻燃材料.如以双（4-羧苯基）苯基氧化磷（BCPPO）为共聚单体，通过共缩聚反应将BCPPO引入PA66,实现对PA66的永久阻燃.通过红外和DSC分析确定FR-PA66上存在BCPPO的