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前景广阔的无卤阻燃尼龙
发布人:admin    发布日期:2019-05-27    浏览次数:157次     字体大小:【大】【中】【小】

中国老百姓最早认识尼龙,还是在上世纪60年代。记得那时从国外进口尿素的包装袋是尼龙袋,老百姓视为宝贝,不仅可以用来装东西,还可用以做衣服的材料。如果谁有一件尼龙衬衣,则是令人羡慕的事情。后来,随着我国尼龙工业的发展,尼龙走进了寻常百姓家。如今尼龙家族十分庞大,品种数不胜数,用途也越来越广泛。


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近年来,随着全球环保意识的日益加强,消费者对塑料制品的阻燃要求越来越高,无卤、低烟、低毒的环保型阻燃剂已越来越广泛地被要求使用。无卤阻燃材料也越来越受重视,尤其是高性能的无卤阻燃尼龙材料正在受到人们的欢迎。


尼龙阻燃性差成难题


尼龙是世界上出现的第一种合成纤维,是聚酰胺纤维(锦纶)的一种叫法。尼龙的出现使纺织品的面貌焕然一新,从一定意义上说改变了人们的生活。尼龙是合成纤维工业的重大突破,也是高分子化学的一个重要里程碑。


然而,未经改性的尼龙其阻燃性能较差,属于易燃材料,并且在燃烧过程中产生滴落,在使用过程中极易引发火灾。尤其是在电子产品领域,因尼龙而引发的火灾不计其数,造成较大损失,如果不改进尼龙的阻燃性能,则其使用范围会受到极大限制。因此,对尼龙的阻燃改性成为当今学术界与工业界共同关注与攻关的课题。


后来,科学家在尼龙中加入了阻燃剂,以解决尼龙的易燃问题。但过去受制于技术,大部分阻燃剂在高温下易分解,释放出酸性物质,对金属具有腐蚀作用,因此,一些如螺杆、过胶头、过胶圈、过胶垫圈、法兰等塑化元件需镀硬铬处理。工艺方面尽量控制机筒温度不能过高,注射速度不能太快,以避免因胶料温度过高而分解引起制品变色和力学性能下降。


改变了阻燃性能以后,尼龙的用途就更为广泛。如尼龙成为以塑代钢、铁、铜等金属的好材料,是重要的工程塑料;铸型尼龙广泛代替机械设备的耐磨部件,代替铜和合金作设备的耐磨损件。尼龙还大量用来制造帘子线、工业用布、缆绳、传送带、帐篷、渔网等,在国防上用作降落伞及其他军用织物。在民用方面用途则更为广泛,老百姓日常用品随处可见,比如可以混纺或纯纺成各种医疗及针织品。


无卤阻燃剂环境友好


对于无卤阻燃尼龙中的“无卤”二字,是对所使用阻燃剂种类进行的标注。阻燃剂分为含卤阻燃剂和无卤阻燃剂,早期改性行业做阻燃改性绝大部分是用含卤阻燃剂,如溴系阻燃剂。它阻燃性好,耐高温性能也不错,市场规模及应用领域长期雄居各类阻燃剂之首。但自1986年出现二噁英问题以来,溴系阻燃剂开始面临巨大的环保压力,关于溴系阻燃剂的争议在全球范围内一直未曾停止。


而无卤阻燃剂则解决了这一难题,环保意识的增强带动了无卤阻燃剂产业的发展。无卤阻燃剂面世,使尼龙在燃烧时不会产生对环境有害的物质,无卤阻燃尼龙也随之成为了畅销产品。


尼龙中应用较广的无卤阻燃剂是红磷和三聚氰胺盐类。红磷具有很高的阻燃效率并能改善制品的抗电弧性,但其储存及颜色方面的局限性大大限制了其在尼龙中的应用,一般只应用于尼龙6中。另一种在尼龙中使用的无卤阻燃剂是三聚氰胺盐,主要是三聚氰胺尿酸盐和磷酸盐。它们具有较好的阻燃效率,但热稳定性较差,且由于易吸潮而使得制品在潮湿环境下电性能较差。


无卤阻燃尼龙性能优


无卤阻燃尼龙就是添加的阻燃剂中含量极低或不含卤族元素的溴和氯。无卤阻燃尼龙产品阻燃性能优异,阻燃级别达到UL94V0级,具有低析出、防滴落,高电气性能及耐热性优良,CTI值高,电气性能好,冲击强度高,对环境友好,环保。适合做电气接插件。通过在材料中添加符合欧洲ROHS标准的溴系阻燃剂或无卤阻燃剂,以提高复合材料的阻燃性能。这种粒状尼龙能承受的加工温度为260℃。


在我们使用无卤阻燃尼龙颗粒材料的过程中有时会遇到一些标号,比如UL94V-0、UL94V-2等,需要向普通消费者加以介绍。其实,UL94V-0和V-2这是无卤阻燃尼龙阻燃等级的标号,这是美标,国际上大家一致认可它,所以统一使用这个标准了。


说得通俗一点,可燃性UL94等级是应用最广泛的塑料材料可燃性能标准。UL94V0级可以达到5个标准及要求:一是没有任何样品在测试火焰拿走之后,仍然有火苗燃烧超过10秒;二是对于每套5件样品,10次点燃后,带火苗的燃烧的总共时间不超过50秒;三是没有任何样品一直烧到夹具上;四是没有任何样品,燃烧融化的液滴滴下点燃了下面12"处的棉花;五是没有任何样品,在第二次移走测试火焰之后,持续发红燃烧超过30秒。这样的标准,完全可以避免火灾的发生。


未来发展瞄准四方向


通过使用无卤阻燃剂经过改性而来的尼龙材料,无论是力学性能还是阻燃性都在传统含卤阻燃尼龙的基础上得到了改善。这主要归功于无卤阻燃剂的飞速发展,也是全球科技发展的一个缩影,无卤阻燃尼龙在制品颜色的处理上,可以根据消费者需求配色甚至可以生产本色产品。最为重要的是它彻底改善了含卤阻燃剂对环境污染的问题。


随着尼龙工程塑料的应用越来越广泛,阻燃剂的品种越来越多,以及阻燃技术的开发研究不断深入,阻燃尼龙在未来几十年会往以下4个发展方向:


一是阻燃剂的复配技术。国际上很多阻燃剂厂家从事开发新型的协同体系,即将多种阻燃剂复配,以达到降低阻燃剂用量、提高阻燃性能的目的,既降低了阻燃材料的价格,又减少了物理性能的损失。二是无卤化、低毒低卤化。许多国家已经禁止或者限制了含卤阻燃剂的使用,而代之为磷、氮系阻燃剂和无机阻燃剂。三是多功能化。在某些行业除了要求尼龙具有阻燃性能,还要求具有如导热、导电、抗静电等,需要大量添加其他助剂以达到用户的要求。四是成本与性能的均衡。开发高效阻燃体系,减少阻燃剂对材料物理性能的影响,同时还可以减少污染、降低成本。


无论无卤阻燃尼龙的未来如何发展,都会是以人为本,以消费者为核心,以环保为要求。

来源:中国化工报

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