尼龍材料阻燃性能提高解決方案
- 發(fā)布時(shí)間：2019-08-09 08-09 10:48 作者：康阜新材料
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尼龍材料本身具有一定的阻燃性，根據美國UL94標準，尼龍材料經(jīng)垂直燃燒測試，其阻燃等級可達到V-2級，經(jīng)過(guò)氧指數測試，數值可達到24%，因此，尼龍材料可用于阻燃要求不高的場(chǎng)合。雖然尼龍材料本身具有一定的阻燃特性，但是像家電和電子電器等對材料阻燃性要求高的行業(yè)，尼龍本身的阻燃性能已不能滿(mǎn)足現有的使用要求，尤其是當玻璃纖維增強尼龍材料在這些領(lǐng)域使用時(shí)發(fā)現，含有玻璃纖維的尼龍材料在燃燒時(shí)容易出現燭芯效應，使材料更容易燃燒，普通的玻璃纖維增強改性尼龍材料已經(jīng)無(wú)法達到阻燃應用的要求，因此，需要對尼龍阻燃性能的提高進(jìn)行深人的研究。
目前，對于尼龍材料的阻燃改性通常分為含鹵阻燃改性和無(wú)鹵阻燃改性，而尼龍阻燃性能的關(guān)鍵指標可以通過(guò)極限氧指數(LOI )法、UL94燃燒法，灼熱絲法等進(jìn)行評估。根據目前市場(chǎng)的應用需求，阻燃尼龍材料的極限氧指數指標需要達到28%以上；根據美國UL94標準，阻燃尼龍材料通常要求達到V-0級才能有更廣泛的用途；根據阻燃類(lèi)電子電器IEC60335的標準要求，要求的阻燃尼龍材料灼熱絲燃燒指數(GWFI)達到960℃，灼熱絲發(fā)火溫度(GWIT)達到775℃;根據電子電工標準要求，高端阻燃尼龍材料的相對漏電起痕指數(CTI)達到500 V以上。
如何穩定提高尼龍材料的阻燃性能一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn)話(huà)題。根據多年發(fā)展經(jīng)驗來(lái)看，尼龍材料阻燃性能的提高主要通過(guò)兩種途徑來(lái)實(shí)現：
1、在樹(shù)脂基體中添加反應型阻燃劑，即阻燃劑作為一種反應單體參加反應，并結合到尼龍的主鏈或側鏈上去，使尼龍本身產(chǎn)生多種官能團，這些官能團具有較強的阻燃活性。其優(yōu)點(diǎn)是阻燃穩定性和阻燃性能好，對材料的力學(xué)性能影響小，而且毒性低；其缺點(diǎn)是操作和加工工藝復雜，成本高，在實(shí)際的生產(chǎn)應用中沒(méi)有添加型阻燃方法應用廣泛。
2、通過(guò)機械共混的方法，將阻燃劑加入到尼龍中，并利用雙螺桿擠出機加工生產(chǎn)，使尼龍材料具有阻燃性能，即在復合過(guò)程中加入阻燃添加劑。該方法使用方便，應用非常廣泛。
目前，對于阻燃尼龍體系的研究已經(jīng)比較深入，在一定程度上滿(mǎn)足了阻燃的需求。隨著(zhù)科技的進(jìn)步和社會(huì )的發(fā)展，人們對于環(huán)保的要求越來(lái)越重視，因此，溴系阻燃尼龍由于自身的缺點(diǎn)非常明顯，勢必會(huì )被淘汰，而磷系和氮系阻燃尼龍綜合性能相對較好。在磷系阻燃尼龍中，目前可以采用微膠囊紅磷、紅磷母粒的生產(chǎn)等方法有效避免含毒磷化氫的釋放，但由于其相對漏電起痕指數(CTI )僅優(yōu)于溴系阻燃尼龍，最高僅達到375 V，而且紅磷阻燃體系的尼龍存在明顯的色澤問(wèn)題，因此，在高端產(chǎn)品的應用上還很不足。在氮系阻燃尼龍中，通過(guò)氮系阻燃劑與其他阻燃劑的復配得到了較好的力學(xué)性能，相對漏電起痕指數(CTI)可以達到600 V，但阻燃性不如磷系阻燃尼龍好，也限制了其應用的場(chǎng)合。
隨著(zhù)阻燃技術(shù)的不斷發(fā)展，添加型阻燃劑在阻燃尼龍中的使用中占據主導地位，因此，未來(lái)阻燃尼龍材料的研究中應該具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
1、材料無(wú)鹵化、低毒性。環(huán)保要求是未來(lái)材料的重點(diǎn)關(guān)注方向，無(wú)鹵阻燃劑的使用將是大勢所趨，因此，其用量也會(huì )與日俱增。
2、復配阻燃體系的研究。阻燃尼龍材料的阻燃性能是無(wú)法通過(guò)一種阻燃劑的添加來(lái)實(shí)現，需要多種阻燃體系復配并產(chǎn)生協(xié)同效應來(lái)達到良好的阻燃效果，因此，未來(lái)研發(fā)的重點(diǎn)方向之一應該是如何通過(guò)提高阻燃劑的協(xié)同效應開(kāi)發(fā)出性能優(yōu)異的新型阻燃劑來(lái)解決尼龍無(wú)鹵阻燃問(wèn)題。
3、功能多樣化。目前，大多數阻燃體系在達到尼龍材料阻燃性能的同時(shí)降低了力學(xué)性能和其他電性能(如相對漏電起痕指數)，因此，成功開(kāi)發(fā)出功能多樣化的阻燃體系將成為未來(lái)阻燃尼龍材料發(fā)展研究的新方向。
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