如何提高尼龍的阻燃性能?
來源:    點擊:   發布時間:2018-11-28 19:06:02

尼龍材料本身具有一定的阻燃性,根據美國UL94標準,尼龍材料經垂直燃燒測試,其阻燃等級可達到V-2級,經過氧指數測試,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,尼龍本身的阻燃性能已不能滿足現有的使用要求,尤其是當玻璃纖維增強尼龍材料在這些領域使用時發現,含有玻璃纖維的尼龍材料在燃燒時容易出現燭芯效應,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無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鹵阻燃改性,而尼龍阻燃性能的關鍵指標可以通過極限氧指數(LOI )法、UL94燃燒法,灼熱絲法等進行評估。根據目前市場的應用需求,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注的熱點話題。根據多年發展經驗來看,尼龍材料阻燃性能的提高主要通過兩種途徑來實現:

1、在樹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,使尼龍本身產生多種官能團,這些官能團具有較強的阻燃活性。其優點是阻燃穩定性和阻燃性能好,對材料的力學性能影響小,而且毒性低;其缺點是操作和加工工藝復雜,成本高,在實際的生產應用中沒有添加型阻燃方法應用廣泛。
2、通過機械共混的方法,將阻燃劑加入到尼龍中,并利用雙螺桿擠出機加工生產,使尼龍材料具有阻燃性能,即在復合過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比較深入,在一定程度上滿足了阻燃的需求。隨著科技的進步和社會的發展,人們對于環保的要求越來越重視,因此,溴系阻燃尼龍由于自身的缺點非常明顯,勢必會被淘汰,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題,因此,在高端產品的應用上還很不足。在氮系阻燃尼龍中,通過氮系阻燃劑與其他阻燃劑的復配得到了較好的力學性能,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合。

隨著阻燃技術的不斷發展,添加型阻燃劑在阻燃尼龍中的使用中占據主導地位,因此,未來阻燃尼龍材料的研究中應該具有以下幾個特點:

1、材料無鹵化、低毒性。環保要求是未來材料的重點關注方向,無鹵阻燃劑的使用將是大勢所趨,因此,其用量也會與日俱增。
2、復配阻燃體系的研究。阻燃尼龍材料的阻燃性能是無法通過一種阻燃劑的添加來實現,需要多種阻燃體系復配并產生協同效應來達到良好的阻燃效果,因此,未來研發的重點方向之一應該是如何通過提高阻燃劑的協同效應開發出性能優異的新型阻燃劑來解決尼龍無鹵阻燃問題。
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降低了力學性能和其他電性能(如相對漏電起痕指數),因此,成功開發出功能多樣化的阻燃體系將成為未來阻燃尼龍材料發展研究的新方向。

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