尼龙阻燃剂 尼龙应该选用什么阻燃剂？

尼龙性能优异，用途广泛。未改性尼龙阻燃性能差，垂直燃烧只能达到UL94 V-2水平，氧指数24%左右，燃烧时有所下降。它是一种易燃材料，在使用过程中容易引起火灾。

因此，尼龙的阻燃改性成为学术界和工业界共同关注和研究的课题。

目前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。

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含卤素的阻燃体系

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国外使用最广泛的聚合物之一是溴化苯乙烯聚合物，它具有优异的热稳定性，并且由于它与尼龙可熔融混溶，所以在加工过程中具有良好的流动性。此外，用其制备的阻燃尼龙还具有优异的电气性能和较好的物理机械性能。这种阻燃剂的局限性是光稳定性差，与尼龙不完全相容。此外，其成本高于国内广泛使用的十溴二苯醚。

另一种在尼龙中使用多年的阻燃剂是含氯阻燃剂，它具有较高的阻燃效率和电气性能，但其热稳定性的限制使其只适用于加工温度较低的尼龙阻燃体系。

十溴二苯醚是中国使用最广泛的阻燃剂。由于溴含量高，对尼龙的阻燃效率高，是最经济的阻燃剂。但由于是填充型阻燃剂，对加工流动性和产品的物理机械性能有很大的负面影响。此外，它的热稳定性和光稳定性也很差。

一种新的阻燃剂是十溴二苯氧乙烷，它具有与十溴二苯醚相同的溴含量和高阻燃效率，并且没有溴化苯乙烯聚合物的DPO问题。此外，它还具有良好的热稳定性和光稳定性。它的局限性在于它和十溴二苯醚一样是一种填充型阻燃剂，与聚合物的相容性差，所以它的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，成本更高。

到目前为止，绝大多数与尼龙相关的阻燃产品都是基于含卤化合物。由于阻燃过程中产生的浓烟、有毒和腐蚀性气体对生产、应用和环境造成的次生灾害，以及国际上对DPO的争论，这种阻燃剂在阻燃阶段发挥了重要作用，但人们一直并正在努力寻找这种阻燃剂的替代品，即无卤阻燃剂。

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无卤阻燃体系

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一个

磷阻燃剂

适用于尼龙的磷系阻燃剂主要有红磷和聚磷酸铵(APP)。

(1)红磷

红磷的优点是有效磷含量高，燃烧时比其他含磷化合物产生更多的磷酸。达到相同阻燃等级时，红磷的加入量低于其他阻燃剂，使尼龙更好地保持其力学性能。然而，红磷作为阻燃剂的主要缺点是其红色、易燃性和通过与水反应形成剧毒磷化氢。一般只用于尼龙6。

普通红磷微胶囊化或母料化可以避免其缺点。

(2)聚磷酸铵

聚磷酸铵(APP)通过降低尼龙的降解温度，改变最终气相产物的组成，参与尼龙的热降解过程。同时在聚合物基体上形成蜂窝状碳化覆盖层，阻断两相界面的热量和物质传递，起到保护基体的作用。因为碳化有流动的趋势，会导致碳层下的基材暴露，增加燃烧的风险。加入一些无机添加剂，如滑石、二氧化锰、碳酸锌、碳酸钙、氧化铁、氧化铁、氢氧化铝等。，可以提高阻燃效果。

当上述添加剂中的一种(1.5% ~ 3.0%)加入到含20%聚磷酸铵的尼龙6中时，LOI值可升至35% ~ 47%，达到V0水平。

2

氮阻燃剂

氮系阻燃剂毒性低，无腐蚀性，对热和紫外线稳定，阻燃效果好，价格低廉。缺点是阻燃塑料加工困难，在基材中分散性差。适用于尼龙的氮系阻燃剂主要有MCA(三聚氰胺氰尿酸盐)和MPP(三聚氰胺聚磷酸盐)。就其阻燃机理而言，一方面是一种“升华吸热”的物理阻燃方式，即降低高分子材料的表面温度，隔绝空气体，达到阻燃的目的；另一方面，它是阻燃剂和尼龙在凝聚相中直接碳化和膨胀的机理。

它们有很好的阻燃效率，但热稳定性差，产品在潮湿环境下易吸湿，电气性能差。

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阻燃剂的选择原则

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在阻燃尼龙的制造过程中，阻燃剂的选择主要从阻燃效率、产品性能、毒性等方面考虑。比如产品对阻燃等级、材料力学性能、表面性能、加工性能、着色性能的要求都要考虑。根据应用要求，确定阻燃剂的种类和用量、添加剂的选择和工艺条件非常重要。

应遵循的原则

(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；

②耐久性优异，外观无明显迁移；

③对材料的机电性能影响小，对设备腐蚀小；

④无毒无害，无污染，价格便宜。

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阻燃尼龙的未来研究方向

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未来阻燃尼龙材料的研究应具备以下特点:

(1)该材料无卤化，毒性低。环保要求是未来材料的重点，使用无卤阻燃剂将是大势所趋，所以其用量会日益增加。

②复合阻燃体系的研究。阻燃尼龙材料的阻燃性能不是添加一种阻燃剂就能达到的，需要多种阻燃体系复配产生协同效应才能达到良好的阻燃效果。因此，如何通过提高阻燃剂的协同效应，开发出性能优异的新型阻燃剂，解决尼龙的无卤阻燃问题，应该是未来研发的重点方向之一。

③功能多样化。目前大多数阻燃体系在实现尼龙材料阻燃性能的同时，降低了力学性能和其他电性能。因此，成功开发功能多样的阻燃体系将成为未来阻燃尼龙材料的一个新的研究方向。