溴系阻燃剂在燃烧中,会分解出二噁英等致癌物质而对环境造成污染;磷系阻燃剂中,红磷、聚磷酸铵、磷酸酯等,红磷的阻燃效果很好,而用量很少,并对尼龙力学性能影响较小。产品的漏电指数很高,其缺点是红磷呈棕红色,只能制造黑色或红色黑色
塑料加工制品。氮系阻燃剂主要有三聚氰胺、三聚氰酸盐、蜜胺等。
氮系阻燃剂的优点是分解时不产生有害气体,是一种绿色环保型阻燃剂,不足的是阻燃效果较溴系及红磷差,特别是不适合制造高玻璃纤维含量的阻燃尼龙。无机阻燃剂也是环保型阻燃剂,但无机阻燃剂的用量大,一般需添加40%以上才能阻燃作用。添加量大,必然会降低尼龙的力学性能。
阻燃剂对PA弯曲强度,冲击强度的影响几乎成反比关系,即随阻燃剂用量的增加,PA的弯曲强度,冲击强度呈直线下降,PA66下降的幅度较PA6大,这可能是PA66大分子间的氢键较PA6多,阻燃剂的加入在某种程度上减少了PA66大分子间氢键的形成所致。在主阻燃剂中添加一定的协效剂可提高其阻燃效果,这已成为公认的事实。
当阻燃PA燃烧时应考虑挥发组分所带来的危害。阻燃配方燃烧时产生有毒物质和烟雾的速率要比非阻燃配方产生的速率快。卤素阻燃剂对环境的污染比磷系大,氮系阻燃剂的污染很小。阻燃剂尼龙用作各种电气、电子设备部件时,阻燃剂对金属的腐蚀问题不可忽视。对金属的腐蚀包括两个方面:即电解腐蚀和烟雾腐蚀。这两种腐蚀都会降低材料的绝缘性能,导致元件的损坏。
烟雾腐蚀性的评价可用法国全国通讯研究中心所发明的测试方法来评价。该方法是在封闭室里,将铜丝暴露于绝缘材料的燃烧产物中,当含饱和水蒸气的室内温度达到露点时,测得铜丝的电阻变化值。材料的CLF值越大,则表明其电解腐蚀和烟雾腐蚀性越大。氯系和溴系阻燃体系的腐蚀性较大,氮系阻燃体系最小。因此,氮系阻燃剂合适电子电气设备部件的阻燃。
由于阻燃剂大多数是低分子化合物,与PA的相容性较差。因此,阻燃剂加入会降低PA的力学性能。增加阻燃剂用量,阻燃PA的流动性较纯PA大,因阻燃剂小分子在PA大分子间起到增塑剂的作用没阻燃剂的存在,提高了PA的流动性,特别是MCA即是阻燃剂,又是理想的润滑剂。
红磷和氮气阻燃剂的用量较少,但卤系阻燃剂的阻燃效果较好。从阻燃尼龙产品的制造而言,阻燃剂的用量增加,将导致生产成本的增加,因此选择何种阻燃剂应根据
塑料加工产品性能要求与成本来权衡。从阻燃剂应用加工过程的挥发成本和燃烧过程中产生的有害气体的多少,可以判断其毒性的大小,实际使用中尽可能避免对环境的污染。
对于不同结构的尼龙,不同的阻燃体系,其协效剂的作用是不同的,协效剂的使用量对其作用效果也有所不同,因此,实际应用中,必须经试验验证后才能予以确认。对未增强PA66,氧化铁或硼酸锌与氧化铁的混合物是很有效的阻燃协效剂。对以玻璃纤维增强的PA66,当DCRP用量为10%-18%时,如采用三氧化二锑为协效剂,0.4mm材料的阻燃级别为V-0;如以硼酸锌或氧化锌为协效剂,材料的阻燃性欠佳,此时有效的单一协效剂是氧化铁。
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