关于尼龙（PA）的含卤阻燃改性和无卤阻燃改性，

作者：王韵壹、李英、熊慧卿

关于尼龙（PA）的含卤阻燃改性和无卤阻燃改性，你都了解多少呢？

2021-10-21 16:32 来源:塑联网

原标题：关于尼龙（PA）的含卤阻燃改性和无卤阻燃改性，你都了解多少呢？

尼龙性能优良，应用广泛。未改性的尼龙阻燃性差，垂直燃烧为UL94 V-2级，氧指数为24%左右，而且燃烧中会发生滴水，是可燃性材料，使用中容易引起火灾。因此，尼龙的阻燃改性成为目前学术界和工业界共同关注和攻关的课题。目前，对尼龙材料的阻燃改性通常分为含卤阻燃改性和无卤阻燃改性。

含卤阻燃体系

国外应用最广泛的是溴化苯乙烯聚合物，具有极好的热稳定性，可与尼龙熔融混合，因此在加工中具有良好的流动性。另外，用它制成的阻燃尼龙具有优异的电气性能和优异的物理机械性能。该阻燃剂的极限是光稳定性差，与尼龙不完全兼容。另外，其成本比国内广泛使用的十溴二苯醚还要高。

尼龙使用多年的另一种阻燃剂是敌可燃。具有高阻燃效率和电性能，但在热稳定性方面有限，因此只适用于加工温度低的尼龙阻燃系。

国内使用最广泛的阻燃剂是十溴二苯醚，因其高溴含量对尼龙具有较高的阻燃效率，是最经济的阻燃剂。但是，由于是填充剂型阻燃剂，所以对加工流动性和产品的物理机械性能有很大的负面影响。另外，热稳定性和光稳定性也很差。

十溴二苯醚与十溴二苯醚具有相同的溴含量和相同的阻燃效率，和溴化苯乙烯聚合物一样，不存在DPO，也就是二恶英的问题。另外，热稳定性和光稳定性也很好。其极限与十溴二苯醚一样是填充剂型阻燃剂，由于与聚合物的相容性差，加工流动性和产品的物理机械性能差。另外，与十溴二苯醚相比，成本上升很高。

迄今为止，尼龙阻燃产品大部分以卤化物为基础，由于阻燃时产生的浓烟、毒性、腐蚀性气体对生产、应用和环境造成的次生灾害，以及国际上对二恶英问题的争论等原因，使这类阻燃剂在阻燃舞台上占有重要地位

展开全文

无卤阻燃体系

磷系阻燃剂

适用于尼龙的磷系阻燃剂主要有红磷、聚磷酸铵(APP )等。

(1)红磷

红磷的优点是有效磷含量高，燃烧时产生的磷酸比其他含磷化合物多。达到相同阻燃等级时，红磷的添加量比其他阻燃剂低，尼龙可以很好地保持自身的力学性能。但是，阻燃剂红磷的主要缺点是通过红色、易燃性、与水的反应生成毒性高的磷化氢(磷化氢)。一般只适用于尼龙6。将普通的红磷微胶囊化或母粒子化可以避免缺点。

(2)聚磷酸铵(APP )

聚磷酸铵(APP)通过降低尼龙的分解温度，改变最终的气相产物组成，参与尼龙的热分解过程，同时在聚合物基体上形成蜂窝状碳化被膜，起到阻隔两相界面热量和物质传输，保护基体的作用由于碳有流动的倾向，碳层下面的基材露出，燃烧的危险性增大。加入滑石(Talc )、MnO2、ZnCO3、CaCO3、Fe2O3、FeO、Al(OH)3等无机添加剂后，阻燃效果会增加。在APP添加量为20%的尼龙6中加入上述添加剂(1.5%~3.0% )，LOI值会上升到35%~47%，达到V0级。

氮系阻燃剂

氮系阻燃剂毒性低、不腐蚀、抗热和紫外线稳定、阻燃效率高、价格低廉。缺点是，阻燃塑料难以加工，在基材中的分散性差。适用于尼龙的氮系阻燃剂主要有MCA (三聚氰胺氰尿酸酯)、MPP (三聚氰胺聚磷酸盐)等。关于其阻燃机理，一方面有通过阻燃剂的“升华吸热”来降低聚合物材料的表面温度，通过隔绝空气来实现阻燃化的“升华吸热”这种物理阻燃方式，另一方面有凝聚相中的阻燃剂和尼龙相互接触直接碳化膨胀的机理。它们虽然阻燃性好，但热稳定性差，容易吸收湿气，因此产品在潮湿环境下的电气性能会变差。

阻燃剂的选择原则

在阻燃尼龙的生产过程中，阻燃剂的选择主要从阻燃效率、产品性能、毒性等方面考虑，如对产品阻燃等级的要求、对材料力学性能的要求、表面性质、加工性能和着色性能等的要求。根据使用要求决定阻燃的种类和用量，助剂的选择和工艺条件非常重要。请遵循以下原则。

1. 阻燃效果好，用量少，与尼龙相容性好

2. 分解温度高，在尼龙加工温度下不分解；

3. 耐久性优异，无明显的外观转移

4. 对材料力学性能和电性能的影响小，对设备的腐蚀小；

5. 无毒无害，无污染，价格低廉。

阻燃尼龙未来的研究方向

未来阻燃尼龙材料的研究应该有以下特点。

l 材料无卤化、低毒性。环境保护要求是未来材料的重点关注方向，无卤阻燃剂的使用势在必行，因此其使用量也日益增加。