產(chǎn)品詳情
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Ultramid B 3WG5 BK00564 德國(guó)巴斯夫PA6
氫氧化物阻燃劑阻燃尼龍6
由于無(wú)機(jī)阻燃劑具有熱穩(wěn)定性好、不揮發(fā)、低毒、低腐蝕、低煙或抑煙、高效等優(yōu)點(diǎn),其消費(fèi)量逐年上升,現(xiàn)在占阻燃劑總消費(fèi)量的一半以上。適用于尼龍6 的無(wú)機(jī)阻燃劑主要有三氧化二銻、硼酸鋅、氫氧化鎂等。三氧化二銻本身對(duì)尼龍6 的阻燃作用很小,要表現(xiàn)出良好的阻燃效果,需與鹵系阻燃劑有協(xié)同作用。硼酸鋅阻燃尼龍6 時(shí)也需與鹵系阻燃劑復(fù)配使用。五硼酸銨和硝酸鉀也可以對(duì)尼龍6 起到一定的阻燃作用,尼龍6 中添加5 %硝酸鉀的,燃燒時(shí)無(wú)滴落[16 ] 。阻燃尼龍6 用的氫氧化物阻燃劑主要是氫氧化鎂。
氫氧化鎂可以起到阻燃、抑煙的雙重作用。含 60 %的氫氧化鎂的尼龍6 的LOI 值比純尼龍6 提高 205 % ,含59 %氫氧化鎂的尼龍6 的LOI 值為70. 0 , 達(dá)到UL94V - 0 級(jí)(3mm) 。氫氧化鎂的主要缺點(diǎn)是表面極性大,與尼龍6 的相容性差,使用前必須進(jìn)行表面處理。用氨基硅烷處理的氫氧化鎂可明顯提高尼龍6 的沖擊強(qiáng)度?，F(xiàn)在市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了用氫氧化鎂阻燃的高性能尼龍6 ,它具有良好的沖擊強(qiáng)度、 CTI 值大于650V、淺色等特點(diǎn),阻燃級(jí)別達(dá)到UL94V - 0 級(jí)(1. 6mm) 。
BASF 公司于1995 年推出了KR4455 用無(wú)機(jī)氫氧化物阻燃的尼龍6 ,由于改進(jìn)了填料與基礎(chǔ)樹(shù)脂的界面親和力,彌補(bǔ)了此類阻燃劑對(duì)力學(xué)性能的影響。KR4455 具有CTI 值高、發(fā)煙密度低等優(yōu)點(diǎn),且可制成淺色制品,彌補(bǔ)了紅磷阻燃品種著色的缺點(diǎn), 并可提供能鐳射印刷的淺色和黑色制品。BASF 公司還推出了用氫氧化鎂作阻燃劑的阻燃增強(qiáng)Ultra2 mid 尼龍6 ,與含鹵型阻燃尼龍6 相比,有更好的抗蠕變性,且可制成淺色元件[17 ] 。德國(guó)Buna Sow Low Olefinverbund 公司利用尼龍6、丙烯酸、苯乙烯接枝EVA(乙烯- 醋酸乙烯酯共聚物) 、氫氧化鎂及穩(wěn)定劑制得阻燃且有良好表面的尼龍共混料,其阻燃性能達(dá)到UL94V - 0 級(jí)(3. 2mm) ,拉伸強(qiáng)度為40MPa , 斷裂伸長(zhǎng)率為68 % ,在23 ℃和30 ℃下缺口沖擊強(qiáng)度分別為7. 2kJ / m2和5. 1kJ / m2[18 ] 。BIP 化學(xué)公司用尼龍6、尼龍66 、玻纖、紅磷、氫氧化鎂、EVA 制得阻燃性達(dá)UL94V - 0 級(jí)的材料,若不添加EVA 則阻燃性不能達(dá)到UL94V - 0 級(jí)。
紅磷阻燃尼龍6
尼龍6 是赤磷的重要應(yīng)用對(duì)象之一。赤磷添加量少,制得的阻燃制品密度低,可降低產(chǎn)品的成 本。基于赤磷難以加工的問(wèn)題,一般在使用過(guò)程中采用赤磷母料。晨光化工研究院開(kāi)發(fā)了適用于尼龍6、玻纖增強(qiáng)尼龍6 的赤磷母料。特點(diǎn)是安全程度高、添加操作方便、無(wú)粉塵灰、用量小、阻燃效果好、對(duì)基礎(chǔ)樹(shù)脂的物理性能及電氣性能影響小,尤其是用該母料阻燃的尼龍6 具有較高的CTI (Critical Tracking Index ,抗電弧徑跡指數(shù)) 值,且無(wú)阻燃劑遷移、析出現(xiàn)象, 不腐蝕設(shè)備[2 ] 。BASF 公司開(kāi)發(fā)的含紅磷、 25 %玻纖增強(qiáng)的尼龍6/ 6T - Ultramid TKK 4365G5 屬高韌材料,阻燃性符合UL94V - 0 標(biāo)準(zhǔn),吸水后在 60 ℃下尺寸無(wú)變化,且不漏電、耐電解質(zhì)腐蝕、焊接溫度高、可電鍍。20 世紀(jì)80 年代,BASF 公司推出了含赤磷阻燃劑的A3X2 系列產(chǎn)品, 阻燃性達(dá)到 UL94V - 0 級(jí),并將CTI 值提高到600V (1. 66mm) ,與傳統(tǒng)的鹵素阻燃尼龍相比,A3X2G5/ 7 的發(fā)煙濃度不到鹵素阻燃品種的1/ 4[3 ] 。日本旭化成工業(yè)公司研制出一種無(wú)鹵尼龍混合料,主要由尼龍6、橡膠改性聚合物、赤磷母料組成,制品阻燃性為UL94V - 0 級(jí),總?cè)紵龝r(shí)間40s ,最長(zhǎng)燃燒時(shí)間7s ,且無(wú)滴落[4 ] 。美國(guó)專利報(bào)道,赤磷與鑭系化合物(作為PH3的捕捉劑) 和滑石類化合物混合,使用在各種尼龍和增強(qiáng)尼龍中,效果較好[5 ] 。英國(guó)專利介紹,3 份赤磷和1 份氫氧化鎂復(fù)配,加入到尼龍6 中,二者總含量占樹(shù)脂總質(zhì)量的20 %～50 %時(shí),可得到綜合性能優(yōu)異、阻燃性達(dá)到UL94V - 0 級(jí)、CTI 值不小于400V 的復(fù)合材料
聚磷酸銨阻燃尼龍6
聚磷酸銨(APP) 屬于無(wú)機(jī)磷阻燃劑,它含磷量高,無(wú)滴落行為,化學(xué)穩(wěn)定性好,近乎中性,可以促進(jìn)尼龍表面的膨脹層的形成而產(chǎn)生阻燃效果。APP 和多種物質(zhì)有協(xié)同作用。10 %的APP 和5 %的膨脹石墨加入到尼龍6 中可以得到有較好阻燃性的材料[6 ] 。APP/ 滑石粉體系有協(xié)同作用,APP 中加入滑石粉后阻燃效果大增,原因是生成的硅磷酸酯防止了磷的揮發(fā)損失,并增加了阻隔火的殘留層[7 ] 。當(dāng)尼龍6 中加入30 %的APP 時(shí),APP/ 滑石粉質(zhì)量比為 2∶1 時(shí)可達(dá)到UL94V - 0 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。S. V. Levchik 等人指出當(dāng)APP 與氧化劑如氧化鐵、二氧化錳等作用時(shí),可以大大提高阻燃效率。將APP ( Exolit 422) 和 MnO2 (試劑級(jí)粉末) 充分混合后添加到尼龍6 中,添加量為20 % ,當(dāng)配方適當(dāng),測(cè)定LOI (氧指數(shù)) 值,體系的阻燃效率成倍的增長(zhǎng),見(jiàn)表1[8 ] 。對(duì)每一個(gè)熱分解階段后的殘余物進(jìn)行紅外光譜和X 射線衍射分析,綜合分析結(jié)果得出:MnO2雖然是一個(gè)弱氧化劑,但在APP 存在下,在尼龍6 的熱分解溫度范圍內(nèi)反應(yīng)形成Mn2 + ,并放出生態(tài)氧,發(fā)生氧化- 還原反應(yīng),促進(jìn)尼龍6 的形成交聯(lián)泡沫結(jié)構(gòu),同時(shí)生成的含錳聚磷酸鹽玻璃狀物質(zhì)覆蓋在碳泡沫表面上,造成聚合物表面有很好的絕熱性和殼狀保護(hù)層結(jié)構(gòu), 從而大大提高了阻燃性。
尼龍6 納米復(fù)合阻燃材料
研究發(fā)現(xiàn),尼龍6/ 層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料不僅有密度低、機(jī)械強(qiáng)度高、吸氣和透氣率低的特點(diǎn), 而且材料的阻燃性也大大提高。尼龍6/ 層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料中層狀硅酸鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)只需2 %～ 5 % ,則測(cè)得材料的釋熱速率及熱損失速率分別比純尼龍6 下降了32 %～63 %和35 %～50 % ,該數(shù)據(jù)表明阻燃性的提高、下降幅度與常規(guī)阻燃的UL94V - 0 級(jí)相當(dāng)[20 ] 。工業(yè)上應(yīng)用的無(wú)鹵的尼龍6/ EVA/ APP (聚磷酸銨) 共混材料阻燃性可達(dá)到UL94V - 0 級(jí), 若用含2 %無(wú)機(jī)物的尼龍6/ 蒙脫土納米復(fù)合材料代替尼龍6 ,則體系中的APP 用量可減少1/ 3 ,材料仍維持UL94V - 0 級(jí),且材料的伸長(zhǎng)率可提高6 %[21 ] 。納米氟化合成云母( FSM) 、三聚氰胺(MA) 、三聚氰胺氰尿酸鹽(MC) 插層復(fù)合物已用于阻燃尼龍6 ,并可得到UL94V - 0 級(jí)的納米復(fù)合阻燃材料,且材料的彎曲模量和熱變形溫度均有提高。
MCA 阻燃尼龍6
MCA 是由三聚氰胺和三聚氰酸在水中合成的三聚氰胺- 三聚氰酸鹽,是一種靠氫鍵結(jié)合的加合物。它是一種優(yōu)良的阻燃劑,常用于尼龍6 阻燃工程塑料,且制得材料的CTI 值高。四川大學(xué)以接枝羥甲基丙烯酰胺為增容劑,以MCA 為阻燃劑,制備了阻燃型尼龍6/ PP/ 硅灰石復(fù)合材料,當(dāng)MCA 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10 %時(shí),材料的氧指數(shù)為31 % ,力學(xué)性能良好[9 ] 。日本三菱工程塑料公司研制出改進(jìn)阻燃性和力學(xué)性能的尼龍混合料,它由尼龍6、MCA、硬脂酸、癸二酸和己二胺等組成,其所制得的制品阻燃性達(dá)到UL94V - 0 級(jí), Izod 沖擊強(qiáng)度為6kJ / m2 ,撓曲強(qiáng)度為3 700MPa[10 ] 。岳陽(yáng)石化研究院開(kāi)發(fā)的尼龍用無(wú)鹵阻燃劑MCA ,添加量為18 %～25 % ,阻燃性達(dá)到 UL94V - 0 級(jí)。表2 是岳化研究院MCA 阻燃尼龍6 性能指標(biāo)[11 ] 。MCA 不能單獨(dú)用于阻燃增強(qiáng)工程塑料,使用時(shí)要和其他阻燃劑共用。MCA 不僅和磷系阻燃劑有很好的協(xié)同作用,和酚類化合物復(fù)合使用, 也能取得很好的阻燃效果。
蜜胺阻燃尼龍6
蜜胺對(duì)尼龍有良好的阻燃效果,在尼龍聚合中或聚合后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30 %的蜜胺- 三聚氰酸可使其阻燃性達(dá)到UL94V - 0 級(jí)標(biāo)準(zhǔn),且不起霜?；?、二氧化鈦等礦物質(zhì)有利于蜜胺的阻燃,10 % 的蜜胺和10 %的氧化鋅可使尼龍阻燃性達(dá)到 UL94V - 0 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。蜜胺的缺點(diǎn)是容易起霜,在尼龍 6、尼龍6/ 尼龍66 共聚物表面均有此現(xiàn)象,可以通過(guò)加入一種聚縮醛樹(shù)脂或一種非離子表面活性劑來(lái)減少或消除,還可通過(guò)降低加工溫度(低于250 ℃) 達(dá)到消除起霜的目的。
重慶工學(xué)院在玻纖增強(qiáng)尼龍6 中加入抗靜電母料、蜜胺和高效磷阻燃母料制得阻燃、抗靜電增強(qiáng)尼龍6[12 ] 。德國(guó)專利介紹,每100 份尼龍6 樹(shù)脂中摻混3～20 份蜜胺樹(shù)脂,可使材料達(dá)到UL94V - 0 級(jí)。BASF 公司在1980 年推出了蜜胺類化合物作為阻燃體系的產(chǎn)品KR4205 (更新牌號(hào)為C3U) ,解決了純尼龍的阻燃改性問(wèn)題,其阻燃級(jí)別可達(dá)到UL94V - 0 (0. 44mm) 級(jí)標(biāo)準(zhǔn),此產(chǎn)品突出的優(yōu)點(diǎn)之一是高韌性,并且有較好的流動(dòng)性,其降低的加工溫度(240～ 260 ℃) 保證了阻燃性能[3 ] 。日本鐘紡公司利用不同粘度的尼龍6 與蜜胺樹(shù)脂共混制得力學(xué)性能極優(yōu)的阻燃尼龍混合料,其拉伸強(qiáng)度為66MPa ,阻燃性達(dá)到 UL94V - 0 級(jí)[13 ] 。德國(guó)Metallgellschaft 公司研制出阻燃、低發(fā)煙、耐熱尼龍混合料,它由尼龍6、蜜胺樹(shù)脂和硫化鋅組成,其氧指數(shù)達(dá)到28. 5[14 ] 。此外,蜜胺處理的云母也可用于尼龍6 的阻燃
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