尼龙（PA）的含卤阻燃改性和无卤阻燃改性

尼龙（PA）的含卤阻燃改性和无卤阻燃改性

尼龙性能优异，用途广泛。没有经过改性的尼龙其阻燃性能比较差，垂直燃烧只可以做到UL94V-2级，氧指数为24%左右，而且在燃烧时产生滴落，是属于易燃材料，在使用中极易引发火灾。因此，对尼龙的阻燃改性成为了当下学术界与工业界共同参与与攻关的重要课题。现阶段，针对尼龙材料的阻燃改性一般分为含卤阻燃改性和无卤阻燃改性。

一、含卤阻燃体系

国外应用最广泛的一种是溴化苯乙烯聚合物，其具有非常优良的热稳定性，而且由于它和尼龙是熔融可混的，因此加工过程中具有非常好的流动性。除此之外，用它制备的阻燃尼龙还具备优良的电性能和较好的物理机械性能。这种阻燃剂的局限就在于光稳定性比较差，并且与尼龙尚无法完全相容。此外其成本和国内使用较广的十溴联苯醚比较起来高。另一种在尼龙中使用了很多年的阻燃剂便是可燃，这是一种含氯的阻燃剂，具有很高的阻燃效率和电性能，但是其在热稳定性方面的局限使其只适用于加工温度较低的尼龙阻燃体系。

在我国使用最广泛的阻燃剂便是十溴联苯醚，因其较高的溴含量而对于尼龙具有很高的阻燃效率，是很经济的一种阻燃剂。但是由于这是一种填料型阻燃剂，因此对加工流动性及产品的物理机械性能有非常大的负面影响。除此之外，其热稳定性和光稳定性也比较差。

十溴二苯氧基乙烷与十溴联苯醚拥有相同的溴含量和同样高的阻燃效率，并且与溴化苯乙烯聚合物一样无DPO(即所谓的二恶因)问题。除此之外，它也具有较强的热稳定性和光稳定性。其局限在于它与十溴联苯醚一样同属填料型阻燃剂，与聚合物相容性比较差，因此加工流动性和制品的物理机械性能比较差。除此之外与十溴联苯醚相比成本上升较高。

到目前为止，有关尼龙的阻燃产品绝大部分主要是以含卤化合物为基础的，阻燃时产生的浓烟、毒性、腐蚀性气体给生产、使用和环境带来的二次性灾害以及国际上对二恶英问题争论等等原因，促使这类阻燃剂尽管在阻燃舞台上具有举足轻重的地位，但是人们曾经和正在致力探寻这类阻燃剂的替代品，即无卤阻燃剂。

二、无卤阻燃体系

磷系阻燃剂，适用尼龙的磷系阻燃剂主要包括红磷、聚磷酸铵(APP)等。

（1）红磷

红磷的优势是有效磷含量高,在燃烧时比其他含磷化合物得到更多的磷酸。实现相同的阻燃等级时,红磷的添加量比其他的阻燃剂更低,使尼龙能较好地保持自身的力学性能。但是作为阻燃剂的红磷的最大的缺点是它的红颜色、易燃和通过与水反应生成高毒性的磷化氢(膦)。往往只应用于尼龙6中。将普通红磷进行微胶囊化或母粒化能避免其缺点。

（2）聚磷酸铵(APP)

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,并且在聚合物基体中产生蜂窝状炭化覆盖层,隔断两相界面的热量和物质传递,也起到了保护基体的作用因为成炭有流动趋势,也会导致炭层下面的基材暴露,增加了燃烧的危险性。添加一些无机添加剂,如滑石粉(Talc)，MnO2，ZnCO3，CaCO3，Fe2O3，FeO，Al(OH)3等,阻燃效果提升。在APP添加量为20%的尼龙6中加入之上一种添加剂(1.5%～3.0%),LOI值可升到35%～47%,实现V0级。

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