尼龙的阻燃研究进展

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尼龙-6纤维织物的阻燃研究进展

尼龙-6纤维织物的阻燃研究进展

尼龙-6纤维织物的阻燃研究进展
董秋兰;陈国华;李建府;张胜
【期刊名称】《化工进展》
【年(卷),期】2009(28)6
【摘要】综述了近年来阻燃尼龙-6(PA-6)纤维织物的阻燃机理和研究进展,重点总结了适用于阻燃尼龙-6纤维织物的耐久性阻燃剂,如羟基化的有机磷低聚体等阻燃剂,并回顾了近期在尼龙-6纤维中尝试加入纳米黏土,通过增强炭层性能对其阻燃性的研究.
【总页数】5页(P982-985,990)
【作者】董秋兰;陈国华;李建府;张胜
【作者单位】北京化工大学材料科学与工程学院聚合物工程系阻燃材料实验室,北京,100029;北京化工大学机电学院,北京100029;中国化工集团公司,北京100080;北京化工大学材料科学与工程学院聚合物工程系阻燃材料实验室,北京,100029;北京化工大学材料科学与工程学院,化工资源有效利用国家重点实验室,北京,100029【正文语种】中文
【中图分类】TS15
【相关文献】
1.纤维织物阻燃研究进展 [J], 曾倩;任元林
2.纤维织物阻燃研究进展 [J], 曾倩;任元林;;
3.聚酰胺纤维织物的阻燃研究进展 [J], 张爱英
4.纤维素纤维织物阻燃研究进展 [J], 丁辰;刘晓辉;任元林
5.阻燃尼龙研究进展 [J], 李双庆; 汤溢融; 杨永波
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阻燃尼龙66的研究进展

阻燃尼龙66的研究进展

摘要
介 绍 了 阻燃 尼 龙 ( A)6近 几 年 的研 究 进展 , 细 阐述 了卤 系阻 燃 剂 、 系 阻燃 剂 、 系阻 燃 刺 及 无 机 填 P 6 详 磷 氮
阻燃
料型 阻燃剂等 对 P 6 A 6的阻燃效 果及研 究现状 , 并展 望 了阻燃 P 6 A 6未来 的发展 方向。
们 的 阻燃 机 理 。
此, 通过 阻燃改性 , 提高 P 6 A 6材 料 的阻燃 性 , 进而促 进相关 行业的产品 向高性能 、 高质量 方 向发 展 , 有重 要 的实际意 具
义。
添加有效的阻燃 剂 , P 6 使 A 6材 料 具 有 阻 燃 性 、 熄 性 自 和 消 烟 性 , 目前 阻 燃 技 术 中较 普 遍 的 方 法 J 是 。适 于 P 6 A6 的 阻燃 剂 主 要 有 卤系 阻 燃 剂 、 系 阻燃 剂 、 系 阻 燃 剂 、 机 磷 氮 无 填 料 型 阻燃 剂 等 。 1 卤 系 阻燃 剂
是在 2 0 0 3年 l 1月完成的对十溴二苯醚 的研 究评估 , 仍未认
定十溴二苯醚的危害性 , 因此 欧盟 委 员 会 于 2 0 0 5年 l 0月 中
张伟等 研究 了以溴 化环氧树 脂 、 十溴二 苯醚 、 聚氰 三
胺氰尿酸盐及红磷母粒 为阻燃 剂阻燃 G F增 强 P 6 。结 果 A6 表 明, 聚氰 胺氰尿 酸盐对 G 三 F增 强 P 6 A 6的 阻 燃 效 果 不 理 想, 阻燃 性 能不 合 格 , 化 环 氧 树 脂 、 溴 二 苯 醚 和 红 磷 母 粒 溴 十 阻燃的 G F增 强 P 6 料 均 达 到 U 4V 一 A 6材 L9 0级 。
李辉 , : 等 阻燃 尼龙 6 6的 研 究 进 展

阻燃尼龙的制备原理与性能研究进展

阻燃尼龙的制备原理与性能研究进展

阻燃尼龙的制备原理与性能研究进展沈艳;温绍国;王继虎;刘宏波;宋诗高【摘要】综述了阻燃尼龙的应用现状和可以获得阻燃尼龙体系采用的材料.讨论了阻燃尼龙的阻燃原理、制备方法,及其验证手段.根据近年来国内外阻燃尼龙的现状,指出了阻燃尼龙的发展趋势.【期刊名称】《上海工程技术大学学报》【年(卷),期】2011(025)003【总页数】6页(P246-251)【关键词】阻燃尼龙;阻燃体系;阻燃机制【作者】沈艳;温绍国;王继虎;刘宏波;宋诗高【作者单位】上海工程技术大学化学化工学院,上海201620;上海工程技术大学化学化工学院,上海201620;上海工程技术大学化学化工学院,上海201620;上海工程技术大学化学化工学院,上海201620;上海工程技术大学化学化工学院,上海201620【正文语种】中文【中图分类】TQ321聚酰胺(PA)俗称尼龙,是主链含有酰胺基团(-NHCO-)的杂链聚合物[1].品种有尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙1010、尼龙11、尼龙12和尼龙612等,其中尼龙6和尼龙66的使用量占主导.尼龙普遍具有优良的性能,如高强度、耐热性、耐磨性和耐溶剂性等,广泛应用于建筑、化工、交通和军事等领域,产量位于5大工程塑料之首.改性后的尼龙实现了高性能化,具有更强的生命力.对尼龙的改性主要集中在玻璃纤维增强尼龙[2]、阻燃尼龙[3]、透明尼龙和耐候尼龙等.阻燃尼龙是在普通尼龙的基础上进行改性的,以达到阻燃效果.评定尼龙阻燃的常用指标有极限氧指数(LOI)法、UL 94燃烧法.根据极限氧指数指标,普通尼龙的极限氧指数仅为24,而阻燃尼龙达到28以上.根据美国UL 94指标,普通尼龙仅达到V-2级,而阻燃尼龙要求达到V-0级.阻燃尼龙的应用,降低了汽车、电子电气、交通运输和航天航空等领域因火灾引起的损失.目前,阻燃尼龙的使用量已经占普通尼龙使用量的30%.1 阻燃尼龙[4-7]尼龙通过两种方式的改性可以达到阻燃的效果:其一是反应型阻燃剂,在尼龙聚合过程中引入具有阻燃活性的官能团赋予尼龙阻燃性能;其二是在复合过程中加入阻燃添加剂.目前,采用引入官能团制备阻燃尼龙还比较少,可能是由于化学改性会破坏尼龙的结晶结构、降低熔点,以及使其加工困难、成本昂贵等原因,因而主要采用添加型阻燃剂进行阻燃改性[8].已有研究获得的阻燃体系组成,常见的有如下几类.1.1 添加型阻燃体系1)卤系阻燃体系卤系阻燃剂曾是阻燃尼龙采用的重要阻燃品种,其中以溴系阻燃剂最主要.该类阻燃剂与金属氧化物、金属盐等协效剂共同使用,阻燃效果极佳,且对尼龙基材性能的影响小.但自1986年瑞士科学家发现多溴二苯醚阻燃的高聚物燃烧中放出二苯并二恶英(dibenzodioxin)和二苯并呋喃(dibenzpfuran)等有毒物质,人们放弃了对传统卤系阻燃剂的使用,转而开发新型阻燃剂,如十溴二苯烷(DBDPE)[9]是十溴二苯醚的理想替代物,分子中不存在醚键,不存在生成致癌物的危险.此外,国外应用最广的是溴化苯乙烯聚合物,国内是十溴联苯醚.刘琳等[10]自制溴化聚苯乙烯(BPS)对PA6进行阻燃.BPS的加入提高了PA6的阻燃性能及流变性能,力学性能影响较小,达到UL 94V-0级,满足家用电器的使用.王海龙等[11]采用聚溴化苯乙烯(PBS)/三氧化二锑(Sb2O3)阻燃玻纤增强PA6,阻燃材料力学性能优良且达到FV-0级,同时,发现水滑石(HT)的加入具有明显抑烟作用,并提高PBS/Sb2O3阻燃玻纤增强PA6的阻燃性与相对电痕化指数(CTI).2)氮系阻燃体系用于尼龙阻燃的常见含氮化合物阻燃剂包括三聚氰胺(MEL)、三聚氰酸(CA)、三聚氰胺异氰尿酸盐(MCA)和三聚氰胺的衍生物等三嗪衍生物.氮系阻燃剂一般不单独阻燃尼龙,常与各种卤系衍生物、金属氧化物、碱金属和磷系化合物等共同作用.传统的三聚氰胺氰尿酸盐的应用,始于20世纪70年代[12],可与纳米三氧化二锑[13]、磷系、酚类等协同阻燃,用于多种聚合物体系的阻燃,是研究最多的氮系阻燃剂之一.MCA熔点高(400℃以上直接分解和升华),在聚合物基体中分散不均.刘渊等[14]采用WEX改性的MCA阻燃PA6,实现了阻燃剂在树脂中的超细分散.MCA可与硝酸钾(KNO3)[15]、三聚氰胺磷酸盐(MP)[16]或聚氨酯(TPU)[17]复配,克服燃烧时熔融淌滴的现象.汤洪梅等[3,18]研究了三聚氰胺及三聚氰酸原位聚合新型三聚氰胺氰尿酸盐阻燃PA6,阻燃尼龙达到UL94V-0(1.6mm).热聚合法制备氮磷无卤阻燃剂(MPP)用于阻燃玻纤PA6体系,MPP由三聚氰胺磷酸盐和三聚氰胺焦磷酸盐构成(以前者为主),可用于玻纤增强尼龙的阻燃[2,19].此外,还有 MCA/PA6/PP/硅灰石复合材料体系[20],铝膦/三聚氰胺多磷酸盐/硼酸锌/GFPA6[21]等体系.3)磷系阻燃剂无机磷阻燃剂主要包括红磷和各种磷酸盐,磷酰胺和磷-氮基化合物.含磷阻燃剂具有热稳定性好、不挥发、不产生腐蚀性气体、效果持久和毒性低等特点.采用氮-磷或溴-磷复合阻燃体系可提高阻燃效果,减少阻燃剂总用量[22].磷系阻燃剂常与氢氧化镁、碳酸镁、丙烯酸类接枝共聚物协效[23].红磷是最为主要的一种性能优良的阻燃剂,红磷的磷含量较其他磷系阻燃剂高,燃烧时可以产生更多磷酸,添加量比其他磷系阻燃剂少.它具有高效、抑烟、低毒的阻燃效果,但在实际应用中存在许多弊端,如在空气中易水解、易氧化、放出有毒气体磷化氢(PH3)和粉尘易爆炸,在混炼和模塑等加工过程中存在着火危险,对树脂相容性差,不易均匀分散,导致基材物理性能下降.红磷的紫红色也限制了其应用.刘长生[24]采用聚丙烯接枝羟甲基丙烯酰胺(PP -g-HMA)为增容剂,用红磷对PA6/PP/硅灰石体系进行阻燃,LOI达到32%.因此,常用的方法是对红磷进行包覆[25].陈根荣制备无机-有机双包覆红磷,先用氢氧化铝包覆红磷,然后用酚醛树脂进行再包覆.李玉荣等用硫酸铝、硫酸镁和硫酸锌与烧碱反应对红磷进行无机包覆.张伟等[26]采用包覆红磷、十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂、MCA、三氧化二锑等制备了阻燃PA66,该材料已接近或达到BASF公司A3X3G5性能.MCA与包覆红磷有协效作用[27].陈武荣等[28]采用包覆红磷、玻璃纤维、烯烃共聚橡胶制备无卤阻燃增强尼龙,达到V-0级,可作为低压电器无卤阻燃高强度绝缘材料.此外,德国Clariant公司开发的两种以次膦酸盐为基的阻燃剂Exolit OP1311及Exolit OP1312 M1用于玻纤增强尼龙66的阻燃,材料的综合性能可达到最佳[29].上海化工研究院[30]合成高聚合度的聚磷酸密胺为主阻燃剂,与自制阻燃剂F为协同阻燃剂,阻燃玻纤增强PA6的综合性能达到国外同类产品的指标. 4)金属氢氧化物主要以氢氧化镁[31-32]、氢氧化铝为主,它们具有填充剂、阻燃剂、发烟抑制剂三重功能.纳米氢氧化物直接与尼龙共混,会由于团聚现象,降低材料的性能.可通过改性剂对超细氢氧化铝进行表面处理[33-34],如钛酸酯类或硅烷类偶联剂,使得改性后氢氧化镁在树脂中分散性良好,提升材料性能.纳米氢氧化铝可与红磷协效[35]大幅度提高氧指数.氢氧化镁表面性能可采用大分子界面改性剂[36-37],大分子改性剂的加入可大幅度降低材料的热释放速率.此外,氢氧化镁与聚氨丙基苯基倍半硅氧烷[43]或酚醛基碳层[38]有明显协同效应.1.2 反应型阻燃剂采用反应型阻燃剂可以赋予尼龙阻燃性.目前,比较有效的方法是在尼龙的分子链上引入三芳基氧化磷,如双(4-羧苯基)苯基氧化磷、双(4-羟苯基)苯基氧化磷,形成的共聚物为耐久性阻燃材料.杨晓峰等[39]以双(4-羧苯基)苯基氧化磷(BCPPO)为共聚单体,通过共缩聚反应将BCPPO引入PA66,实现对PA66的永久阻燃.通过红外和DSC分析确定FR-PA66上存在BCPPO的结构单元,表明BCPPO与PA66发生了共缩聚反应.BCPPO的引入,提高了PA66的热稳定性,有一定的阻燃作用.黄彦瑜等[40]制备了含磷尼龙66.采用己二酸、己二胺及双功能团的氯化螺环磷酸酯经界面缩合制的含磷尼龙66.经燃烧试验表明:产物具有难燃、易自熄、不产生浓烟和熔滴等特性,是一种阻燃效果很好且对环境无污染的高分子化合物.2 阻燃尼龙的制备方法如上众多的阻燃尼龙体系,其制备方法为化学合成法以及双螺杆挤出[41].前者适用于反应型阻燃体系,后者主要可用于共混阻燃体系及反应型阻燃体系,应用最为普及.2.1 阻燃尼龙制备的物理与化学作用双螺杆挤出是将尼龙粒料、阻燃剂及相关助剂按一定比例混合,经双螺杆挤出机在一定温度、一定螺杆转速条件下挤出.大部分阻燃剂与尼龙基体是物理共混,起到一定的阻燃效果.汤洪梅等[3,18]将三聚氰胺及三聚氰酸及尼龙加入到双螺杆挤出机中,制备阻燃尼龙的过程中发生了原位聚合反应,生成三聚氰胺氰尿酸盐阻燃剂,且反应率接近100%,制备的材料达到 UL 94V-0(1.6mm).2.2 阻燃剂种类对加工的影响PA6的成型温度较高,因而要求所选阻燃剂应能承受260℃以上的高温不分解.分解温度过低的阻燃剂会由于在加工过程中产生气泡而影响阻燃效果,但是分解温度过高的阻燃剂与PA6的分解温度不适应,不能有效地发挥作用.此外,红磷阻燃剂在加工过程会释放有毒气体,需要真空系统.低容重阻燃剂需要搅拌装置以防止交联.对于大部分阻燃剂而言,推荐使用侧面进料.2.3 阻燃剂用量的影响阻燃剂的加入,一般会引起材料性能的损失.低于10%的红磷阻燃剂可以使材料达到UL 94V-0级别,但对于氢氧化镁等无机类阻燃剂一般需要添加50%~60%才能达到UL 94V-0,对材料的力学性能影响非常大.降低阻燃剂用量的方法之一是多种阻燃剂复配使用.2.4 聚合物插层层状硅酸盐纳米复合材料阻燃材料的制备[42]聚合物插层层状硅酸盐纳米复合材料的制备方法有共混法、溶胶-凝胶法、原位聚合法和插层法等.共混法是将纳米粒子与聚合物共混改性,有熔融共混、溶液共混、乳液共混法.熔融共混是将纳米粒子与聚合物混合,使分散相以纳米尺度分散于聚合物基体中;溶液共混是将基体树脂溶于溶剂中,加入纳米粒子,充分搅拌使得纳米粒子在溶液中均匀分散;溶液共混是将纳米材料与聚合物的乳液相混合,使纳米粒子均匀分散,加入絮凝剂,使聚合物沉淀直接应用于乳液制品中.溶胶-凝胶法是将易于水解的金属化合物在某种溶剂中与水发生反应,经过水解与缩聚而逐渐凝胶化,再经干燥、烧结等后处理,制得所需材料.原位聚合法是将纳米粒子均匀地分散于单体中,在一定条件下聚合,形成分散良好的聚合物纳米复合材料,或将刚性聚合物溶解于柔性聚合物的单体中。

尼龙的阻燃研究进展

尼龙的阻燃研究进展

尼龙的阻燃研究进展尼龙,即聚酰胺( PA) ,是主链上含有酰胺基团( - NHCO - ) 的高分子化合物,是重要的工程树脂,居五大通用工程塑料( PA ,PC ,POM,PBT/ PET ,PPO)之首,在日常生活和工业领域的应用十分广泛。

根据聚酰胺单元链节中含碳原子数目不同可分为PA6 , PA11 , PAl2 , PA46 , PA66 , PA610 , PA612 , PAl010等。

其中PA6 , PA66 应用最广泛,产量最大。

尼龙具有很高的力学强度,熔点高,耐磨,耐油和一般有机溶剂,耐热性能优良。

由于在分子结构上带有酰胺基,因此具有良好的阻燃性。

按照ASTM D635 试验,属自熄性类型。

但作为一种广泛应用的材料, 尼龙大多面临比较苛刻的使用环境,如高湿度、高温度、高电压等。

因此尼龙的阻燃性能在许多场合成为一个至关重要的因素,特别在电气用途,如接线柱、插座、开关等。

因此有必要进一步提高尼龙的阻燃性。

1.尼龙的阻燃途径:尼龙的阻燃途径主要有[1]:(1) 在复合过程中加入阻燃添加剂; 即通过机械混合方法,将阻燃剂加入到聚酰胺中,使其获得阻燃性。

如将一定配比的APP/ talc 加入PA26 中,可获得UL94 V20 级阻燃PA26 ,其优点是使用方便,适用面广,但对聚合物的使用性能有较大影响。

可用于聚酰胺的主要添加型阻燃剂有双(六氯环戊二烯) 环辛烷、多磷酸铵、十溴二苯醚等。

使用添加型阻燃剂是目前尼龙阻燃的主要方法;(2) 在聚合物链上或表面上接枝或键合阻燃基团; 即阻燃剂是作为一种反应单体参加反应,并结合到聚酰胺的主链或侧链上去,使聚酰胺本身含有阻燃成分。

其特点是稳定性好,毒性小,对材料的使用性能影响小,阻燃性持久,是一种较为理想的方法。

但操作和加工工艺复杂,在实际应用中不及添加型阻燃方法普遍。

用于聚酰胺的反应型阻燃剂有双(羟乙基) 甲基氧膦、1 ,3 ,62三(4 ,62二氨基222硫基三嗪) 己烷和三聚氰酸的混合物等;(3) 与阻燃单体(内酰胺、二元胺或二元酸) 进行共聚合作用;2.用于尼龙的阻燃剂:2.1卤系阻燃剂:卤系阻燃剂主要是在气相延缓或阻止聚合物的燃烧。

红磷阻燃尼龙的研究进展

红磷阻燃尼龙的研究进展

母粒 , 以及 阻燃协 效 剂 来提 高阻燃 性 能 。
关键词 : 红磷 ; 尼龙; 阻燃
石 建 江 等 以 红磷 阻燃 母 粒 为 主 阻燃 剂 , 将红磷阻燃母粒或其 它 阻燃 剂 与玻 璃 纤 维 ( 质量 分 数 为 1 5 %) 、 P A 6 6 、 增 容 剂及 其 它 助剂 的混 合 物 在 2 6 0 — 2 7 5  ̄ C 下经 双 螺 杆 挤 出造 粒 ,然 后 将 粒 料 注 塑成 标 准样 条 。石建 江 等 比较 了红 磷 阻 燃母 粒 、 溴 系 阻燃 体 系 、 氢氧化镁 、 氢氧 化 铝 对玻 纤 增 强 P A 6 6的 阻燃 效 果 , 结果 发 现 , 红 磷 阻 燃母 粒 的 阻燃 效 果 仅 次于 溴 系 阻燃 体 系 , 但 在 燃 烧 时产 生 的烟 雾 和熔 滴 物 比 溴系阻燃体 系大为减少。石建江等还发现 , 红磷阻燃母粒 的用量为 达到 2 1 份 时 ,材 料 的 氧指 数 达 到最 大 值 。 2 . 3阻 燃 协效 剂 更高阻燃级别 的尼龙材料 。并且, 目前通常使用玻璃纤维对尼龙材 阻燃协效剂通常是指与阻燃剂并用时 , 能大大提高阻燃剂 的阻 料进行增强 , 玻璃纤维在 尼龙树脂 中相 当于“ 烛 芯” , 更加容易 引发 燃 效 果 的一 类 化 合 物 。红 磷 大 多使 用 氢 氧 化 铝 、 氢 氧 化镁 作 为 阻燃 尼龙 的持续燃烧 。 因此 , 为进一步提高尼龙的阻燃性能 , 学者们进行 协 效 剂 。 了较 为 广 泛 而深 入 的研 究 。 陈妍等[ 5 1 将干燥过 的 P A 6 6与 纳 米 改 性 氢 氧 化 铝 ( C G — A T H) 及 1红磷 阻 燃 机理 包覆红磷按照一定比例混合后 , 经挤出 、 注塑获得标准测试样条。 陈 红 磷 阻燃 尼 龙 是 目前 市 场 上 应 用 最 广 泛 的尼 龙 阻 燃 材 料 , 目 妍等发现, 在单独使用纳米 C G — A T H时, P A 6 6体系的氧指数随着纳 前, 许多工艺成熟 的大型家用电器 的外壳都使用红磷尼龙 。 欧育湘【 1 米C G — A T H 增 加 而提 高 ,而 包 覆 红 磷 与 纳米 C G — A T H对 于 P A 6 6 解释 了红磷 阻燃 机 理 : 红磷 在 高温 ( 通常为 4 0 0 — 4 5 0  ̄ C ) 下, 解 聚形 成 而言是一种阻燃效果较好 的协效阻燃体系 。 陈妍等还研究 了 P A 6 6 、 白磷 , 白磷 在 水汽 存 在 下 , 被 氧化 为 既 可 覆盖 于 被 阻燃 材 料 表 面 , 又 包 覆 红磷 、 纳米 C G — A T H的最 优 质 量 配 比 , 并发现 , 当 三者 质 量 比为 可加速脱水炭化的含氧酸。含氧酸主要作用是形成液膜和炭层 , 使 1 0 0 : 1 3 : 2 0时 , 所得到的 P A 6 6 复合材料氧指数可达 3 3 , 是 一 种 阻 燃 被阻燃材料 的表面与高温来源隔离 , 从 而起到阻燃作用。 通常来说 , 和 力 学性 能 都 较优 良 的材料 。 在一 定范围 内, 红磷 阻燃尼龙 中 , 红磷含量越 高 , 材料 的氧指数越 伍 玉娇等旧 研究了 P P / P A 6 合金 的阻燃性 能 , 在 1 0 0份 P P / P A 6 / 高。 但是红磷 阻燃尼龙存在稳定性不够 、 燃烧易产生有毒气体 、 产 品 P P — g — MA H组 成 的树 脂 基 体 中加 入 1 5 份 包 覆 红磷 ,并 加 入 不 同 含 带色 的问题 。因此 , 对红磷阻燃尼龙的改进成为研究热点 。 量 的 Mg ( O H) : 来 研 究包 覆红 磷 与 Mg ( O H) : 的协 效 阻 燃 体 系 对 P P / 2红 磷 阻燃 性 能 的 改进 P A 6合金性 能的影响 。伍玉娇等发现 , Mg ( O H) 和包覆红磷能够提 2 . 1微胶 囊 化 高P P / P A 6复合 材料 的热稳定性 , 促进 碳化层的生成 , 降低复合 材 微胶囊化使用 一种高分子物质 ( 即囊材 ) 将另一种 物质 ( 即芯 料的燃烧和热裂解速度 , 但是 , 当其用量过 大时 , 会降低复合材料 的 材) 包 覆 上 一层 具 有 一定 强 度 的 连续 紧 密 的 薄膜 , 以满 足 特 殊 需要 。 力 学性 能 。考虑 材 料 的阻 燃 性 能 和其 他综 合 性 能 , 以包 覆 红 磷 为 1 5 将红磷进行微胶囊化 , 可 以使红磷和外界隔绝 开来 , 克服红磷在作 份 , Mg ( O H) 为2 0 — 3 0 份最佳。 为阻燃剂使用是所产生的问题 。 微胶囊化红磷阻燃剂又称高效包覆 3 结束 语 对 红 磷 阻燃 尼 龙 的改 进 主 要 包 括对 红 磷 微 胶 囊 化改 性 , 将红 磷 红 磷 阻燃 剂 , 简称 C R P , 是 一种 紫 红色 粉 末 。 C R P是一 种 较难 吸湿 的

阻燃尼龙行业报告

阻燃尼龙行业报告

阻燃尼龙行业报告阻燃尼龙是一种具有阻燃性能的合成材料,广泛应用于航空航天、汽车、电子、建筑等领域。

本报告将对阻燃尼龙行业进行全面分析,包括市场规模、发展趋势、竞争格局、技术创新等方面的内容。

一、市场规模。

阻燃尼龙市场规模在过去几年持续增长,主要受益于航空航天、汽车和电子行业的需求增加。

据统计,2019年全球阻燃尼龙市场规模达到了XX亿美元,预计到2025年将达到XX亿美元。

其中,亚太地区是阻燃尼龙市场最大的消费地区,占据了全球市场份额的XX%。

二、发展趋势。

1. 技术创新,随着科技的发展,阻燃尼龙的生产技术不断创新,新产品不断涌现。

例如,近年来推出的具有更高阻燃性能和耐高温性能的阻燃尼龙材料,受到了市场的青睐。

2. 应用领域拓展,阻燃尼龙的应用领域不断拓展,除了传统的航空航天、汽车和电子行业外,还逐渐应用于建筑、家电等领域。

3. 环保要求提升,随着环保意识的提高,市场对环保型阻燃尼龙的需求不断增加。

未来,环保型阻燃尼龙有望成为市场的发展趋势。

三、竞争格局。

目前,全球阻燃尼龙市场竞争格局较为分散,市场上主要的厂商包括杜邦、巴斯夫、索尔维、阿克苏诺贝尔等。

这些厂商在产品技术、品牌影响力、市场份额等方面各有优势。

此外,一些新兴厂商也在不断涌现,加剧了市场的竞争。

四、技术创新。

技术创新是推动阻燃尼龙行业发展的关键。

近年来,一些厂商在阻燃尼龙材料的研发方面取得了重大突破,推出了一系列具有优异性能的新产品。

例如,具有更高阻燃性能、更好的耐高温性能和更低的毒性的新型阻燃尼龙材料,受到了市场的广泛关注。

五、市场前景。

随着航空航天、汽车、电子等行业的不断发展,阻燃尼龙市场的需求将持续增加。

同时,环保意识的提高也将推动市场对环保型阻燃尼龙的需求增加。

因此,阻燃尼龙行业具有良好的发展前景。

综上所述,阻燃尼龙行业在市场规模、发展趋势、竞争格局、技术创新等方面都呈现出良好的发展态势,市场前景广阔。

随着科技的不断进步和市场需求的不断增加,相信阻燃尼龙行业将迎来更加辉煌的发展。

阻燃型尼龙材料的研究进展情况

阻燃型尼龙材料的研究进展情况

阻燃尼龙66的研究进展李辉王旭华杨春兵崔伯涛(中国兵器工业集团第五三研究所,济南250031)(总装南京军代局驻济南地区代表室,济南250031)摘要介绍了阻燃尼龙(PA)66近几年的研究进展,详细阐述了卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂及无机填料型阻燃剂等对PA66的阻燃效果及研究现状,并展望了阻燃PA66未来的发展方向。

关键词尼龙66聚酰胺阻燃尼龙(PA)是通用工程塑料中产量最大、品种最多、用途最广、性能优良的基础树脂。

其中以PA66的产量与消耗量最大,约占PA总量的50%左右。

PA66具有优良的力学性能,大量应用于汽车、机械、电子、化工、建筑等领域[1]。

PA66属于自熄型聚合物,按照美国保险商实验所的标准PA66达到了UL94V-2级别,按照美国材料试验学会(ASTM)标准其氧指数(LOI)为24%,具有一定的阻燃性能。

但是在电子电器及建筑领域的广泛使用,对PA的阻燃性能提出了更高的要求,特别是采用玻璃纤维(GF)增强的PA66材料在燃烧时容易出现烛芯效应,使材料更容易燃烧。

因此,通过阻燃改性,提高PA66材料的阻燃性,进而促进相关行业的产品向高性能、高质量方向发展,具有重要的实际意义。

添加有效的阻燃剂,使PA66材料具有阻燃性、自熄性和消烟性,是目前阻燃技术中较普遍的方法[2]。

适于PA66的阻燃剂主要有卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、无机填料型阻燃剂等。

1卤系阻燃剂卤系阻燃剂已被证明是一类有效的阻燃剂,对未增强和增强PA均很有效,迄今为止,阻燃PA66产品绝大多数是以含卤化合物为基础。

其中双(六氯环戊二烯)环辛烷、溴代聚苯乙烯、十溴二苯基乙烷等对GF增强及未增强PA66都有很好的阻燃效果[3]。

张伟等[4]研究了以溴化环氧树脂、十溴二苯醚、三聚氰胺氰尿酸盐及红磷母粒为阻燃剂阻燃GF增强PA66。

结果表明,三聚氰胺氰尿酸盐对GF增强PA66的阻燃效果不理想,阻燃性能不合格,溴化环氧树脂、十溴二苯醚和红磷母粒阻燃的GF增强PA66材料均达到UL94V-0级。

尼龙的阻燃性研究进展

尼龙的阻燃性研究进展

尼龙的阻燃性研究进展
郑凯元
【期刊名称】《石化技术》
【年(卷),期】2017(024)012
【摘要】尼龙是一种常用的有机高分子材料,但由于其相对易燃的性质而限制了其更广泛的应用,因而对尼龙进行阻燃改性是十分必要的.迄今为止尚未发现既能提高尼龙阻燃性又能保持尼龙其他优良性能的途径.本文总结了含卤素、含氮、含磷、含硅以及含金属氢氧化合物的尼龙的阻燃性并进行了对比分析,对今后阻燃尼龙的研究重点进行了预测,认为通过添加阻燃剂来提高其阻燃性是阻燃尼龙的主要发展方向.
【总页数】2页(P50-51)
【作者】郑凯元
【作者单位】金陵中学江苏南京 210000
【正文语种】中文
【相关文献】
1.尼龙610/蛭石纳米复合材料的阻隔阻燃性能 [J], 刘玉坤;赵坤;何素芹;耿凤杰;刘浩;刘文涛;朱诚身
2.玻纤增强阻燃共聚尼龙66复合材料的阻燃性能研究 [J], 代彦荣;周岚;冯新星
3.阻燃长玻纤增强尼龙6/MMT的热稳定性和阻燃性能研究 [J], 祝焕;何文涛;秦舒浩;于杰;向于姝
4.三氧化二锑对尼龙阻燃性能的影响研究发展动态 [J], 孙吉;何文涛
5.无卤阻燃尼龙纳米复合材料微观结构对流变行为及阻燃性能的影响 [J], 廖声涛;何文涛;向宇姝;于杰
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尼龙-66的无卤阻燃研究与进展

尼龙-66的无卤阻燃研究与进展

尼龙-66的无卤阻燃研究与进展韩红丽;李巧玲;崔丽丽【摘要】尼龙-66属易燃的工程材料,为拓宽其应用领域,需对其进行阻燃处理.笔者综述了近几年尼龙-66常用无卤阻燃剂的种类及其阻燃机理.【期刊名称】《合成技术及应用》【年(卷),期】2007(022)003【总页数】4页(P34-37)【关键词】尼龙-66;无卤阻燃剂【作者】韩红丽;李巧玲;崔丽丽【作者单位】中北大学材料学院,山西,太原,030051;中北大学材料学院,山西,太原,030051;中北大学材料学院,山西,太原,030051【正文语种】中文【中图分类】TQ342.12尼龙自美国杜邦公司推出至今,已发展成为品种最多、应用最广的工程塑料。

而尼龙-66是尼龙系列产品中产量最大、应用最广的品种之一。

它具有机械强度高、刚性大、增强性强的特点,是生产工程塑料的主要原料[1],可用于制造各种机械、汽车、化工、电子电气装置的零部件[2]。

但尼龙-66较易燃,燃烧时容易滴落、起泡,限制了其在交通、建筑、电子电气等领域的应用,要使尼龙-66阻燃性能达到要求,必须添加适量的阻燃剂。

因此设计一种既能有效保持尼龙-66的力学性能,又低烟、低毒的有效阻燃体系,即开发尼龙-66的无卤阻燃越来越受到人们的关注。

1 尼龙-66阻燃的途径尼龙-66的阻燃主要通过两种途径实现:a) 使用添加型阻燃剂。

即通过机械共混方法,将阻燃剂和尼龙-66机械地掺和在一起,然后熔融挤出,使其获得阻燃性。

对于尼龙-66的添加阻燃多采用复配阻燃体系,在阻燃级别相同的情况下,采用复配阻燃体系可减少阻燃剂的用量。

b) 使用反应型阻燃剂。

阻燃剂是作为一种反应单体参加反应,并结合到尼龙-66大分子的主链或侧链上去,使尼龙-66本身含有阻燃成分。

其特点是不存在阻燃剂挥发、溶出、迁移和渗出问题,且由于其自身的化学结构,不需要阻燃处理即具有本质阻燃性,在将来有可能取代一部分以阻燃剂处理的阻燃高分子材料,是一种较为理想的方法,但操作和加工工艺复杂,成本也比较高,适用于具有高附加值的高弹性尼龙、聚酯、纤维等的阻燃。

阻燃尼龙的研究进展

阻燃尼龙的研究进展

广东化工 2010年第3期· 24 · 第37卷总第203期阻燃尼龙的研究进展吴朝亮1,2,刘海燕1,3,戴文利1,敬波1(1.湘潭大学化学学院,湖南湘潭 411105;2.株洲市消防支队,湖南株洲 412000;3.湖南消防总队,湖南长沙 410000)[摘要]从聚合物材料的火灾隐患出发,简单介绍了尼龙材料阻燃的基本途径,综述了尼龙用的各种阻燃剂及其阻燃机理,以及近年来国内外阻燃尼龙的发展状况和研究进展,并展望了阻燃尼龙的发展趋势。

[关键词]尼龙;阻燃;进展[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2010)03-0024-02Research Progress on Fire Retarded NylonWu Chaoliang1,2, Liu Haiyan1,3, Dai Wenli1, Jing Bo1(1. College of Chemistry, Xiangtan University, Xiangtan 411105;2. Public Security Fire Control Detachment ofZhuzhou City, Zhuzhou 412000;3. Fire Bureau of Hunan Province, Changsha 410000, China)Abstract: According to the problems with fire risk of the polymer material, the basic approach to fire-retardant nylon were simply introduced, the mechanism of fire retarded of some fire retardants was overviewed and the researching and developing state of the fire retarded nylon at home was described, the development trend of fire retarded Nylon was further forecasted.Keywords: nylon;flame-retardants;progress聚合物材料的使用在给人们带来舒适和便利的同时,也带来了巨大的火灾隐患。

氮系阻燃剂MCA阻燃尼龙6的机理研究

氮系阻燃剂MCA阻燃尼龙6的机理研究

V o l.14高分子材料科学与工程N o.4 1998年7月PO LYM ER M A T ER I A LS SC I EN CE AND ENG I N EERI NG Ju l.1998氮系阻燃剂MCA阻燃尼龙6的机理研究彭治汉 邓向阳*(岳阳石油化工总厂研究院,岳阳,414014)摘要 采用热失重(T G)、差热分析(D T A)等热分析方法和红外光谱热示踪法研究了氮系阻燃剂M CA对尼龙6热氧降解行为的影响及其作用本质。

结果表明M CA改变了尼龙6热氧降解的历程,促进尼龙6直接碳化分解而达到阻燃目的。

这一研究结果否定了藤野文雄建立的“升华吸热”的物理阻燃机制,提出了M CA凝聚相催化碳化膨胀的阻燃机理,为该M CA的深度应用和工业化生产奠定了理论基础。

关键词 氮系阻燃剂M CA,阻燃尼龙6,膨胀,阻燃机理 氮系阻燃剂M CA(以下简称M CA)是一种新型高效的聚酰胺用添加型阻燃剂,由于其本身及分解产物的低毒性,迎合了当今阻燃剂向高效低毒方向发展的潮流,近年来在国内外受到了广泛的研究和应用。

关于其阻燃机理,藤野文雄认为是“升华吸热”的物理阻燃方式,即通过M CA的“升华吸热”降低聚合物材料的表面温度并隔绝空气而达到阻燃的目的[1],这种观点已时常被认可[2]。

从阻燃剂对聚合物材料阻燃作用机制是制约或延缓聚合物热氧降解行为这一基本特征出发,我们采用热分析方法研究了M CA对尼龙6树脂的阻燃机理。

研究结果表明,M CA对尼龙6的阻燃作用在于它改变了尼龙6热氧降解的历程,即两者相互作用使表面形成碳化膨胀层。

由此提出了M CA阻燃尼龙6的阻燃作用是凝聚相催化碳化膨胀和气相稀释阻燃的作用机理。

1 实验部分1.1 试验材料尼龙6树脂:工业Ⅱ型,相对粘度≥3.0,上海塑料制品十八厂产品。

M CA:岳阳石油化工总厂研究院试制。

1.2 挤出造粒尼龙6树脂在110℃真空干燥8h后,与M CA 及少量分散助剂按一定配方混料,在ZSK-30双螺杆挤出机上于240~260℃挤出造粒,再干燥注塑制成样条,按U L-94测试标准检测阻燃性能达到V-0级。

尼龙纺丝阻燃应用评价

尼龙纺丝阻燃应用评价

尼龙纺丝阻燃应用评价尼龙纺丝作为一种重要的合成纤维材料,具有优异的性能和广泛的应用领域。

在近年来,随着对纺丝材料阻燃性能要求的不断提高,尼龙纺丝阻燃应用也逐渐受到关注。

本文将对尼龙纺丝阻燃应用进行评价,从其性能、应用领域和发展趋势等方面进行分析。

一、尼龙纺丝阻燃性能尼龙纺丝作为一种合成纤维材料,通常具有较好的阻燃性能。

其主要阻燃性能包括阻燃等级、氧指数、热稳定性等。

在阻燃等级方面,尼龙纺丝通常能够达到V-0级别,具有较高的阻燃等级,能够在着火后自行熄灭,有效避免火灾的蔓延。

尼龙纺丝的氧指数也较高,表明其在空气中的燃烧性能较差。

尼龙纺丝还具有较好的热稳定性,能够在一定温度范围内保持稳定的物理和化学性能。

二、尼龙纺丝阻燃应用领域尼龙纺丝阻燃应用领域广泛,主要包括纺织品、电子电气、建筑材料等领域。

在纺织品领域,尼龙纺丝通常用于制作阻燃服装、床上用品等,能够有效提高产品的阻燃性能,降低火灾风险。

在电子电气领域,尼龙纺丝通常用于制作阻燃电线电缆、电子设备外壳等,保障产品在高温条件下的安全可靠性。

在建筑材料领域,尼龙纺丝通常用于制作阻燃窗帘、地毯等,提高建筑材料的阻燃性能,减少火灾发生后的损失。

三、尼龙纺丝阻燃应用发展趋势随着社会对阻燃材料要求的不断提高,尼龙纺丝阻燃应用将迎来更广阔的市场前景。

未来,尼龙纺丝阻燃应用有望在交通运输、航空航天等领域获得更多的应用。

随着材料工程技术的不断进步,尼龙纺丝阻燃材料的性能也将不断提升,使其在更多的高端领域得到应用。

随着环保意识的不断提升,尼龙纺丝阻燃应用还将呈现出更加绿色可持续的发展趋势。

尼龙纺丝阻燃应用具有良好的阻燃性能和广泛的应用前景,能够在纺织品、电子电气、建筑材料等领域发挥重要作用。

随着技术的不断进步和市场需求的不断扩大,尼龙纺丝阻燃应用有望在未来取得更大的发展。

阻燃尼龙的制备与性能分析研究进展

阻燃尼龙的制备与性能分析研究进展

阻燃尼龙的制备与性能分析研究进展
许光晟;胡宏军
【期刊名称】《工程塑料应用》
【年(卷),期】2018(46)10
【摘要】阐述阻燃剂类型、制备方法、性能和阻燃机理,并对阻燃尼龙发展趋势进行分析.通过对比不同阻燃剂对尼龙的物理性能、化学性能影响,得出不同阻燃剂优劣和适用范围.碱性、氮系阻燃剂通过联合其它阻燃剂,可弥补自身阻燃效果不理想和物理性差的问题,持别是在添加玻璃纤维的情况下,阻燃尼龙的拉伸性能大幅提升.并指出碱性、氮系阻燃剂是阻燃尼龙未来发展方向,卤、磷系阻燃剂需要新技术融合,才能扩大自身的适用范围.构建新型阻燃体系,诸如复配协同阻燃体系等,兼顾阻燃功能,并赋予其抗冲击、抗静电、拉伸性能高等其它功能,将是阻燃尼龙未来发展的重点方向.
【总页数】4页(P147-150)
【作者】许光晟;胡宏军
【作者单位】郑州大学,郑州 450001;浙江航通舟新材料有限公司,浙江金华321000
【正文语种】中文
【中图分类】TQ323.6
【相关文献】
1.阻燃尼龙的制备原理与性能研究进展 [J], 沈艳;温绍国;王继虎;刘宏波;宋诗高
2.尼龙基MCA母粒的制备及其在阻燃尼龙的应用 [J], 董文杰;童嘉琦;岳琴
3.无卤阻燃增强半芳香尼龙PA13T/GF的制备与性能研究 [J], 曹凯凯;易勇;伍威;曹卓;袁锋
4.低压电器用高CTI值无卤阻燃尼龙材料的制备和性能 [J], 虞瑞雷;汤兆宾;叶耀挺;俛金平;祁瑾钰
5.共聚型阻燃抗熔滴尼龙6的制备及表征 [J], 祝陈晨;范硕;李发学
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阻燃改性尼龙研究进展

阻燃改性尼龙研究进展

第29卷第3期化㊀学㊀研㊀究Vol.29㊀No.32018年5月CHEMICAL㊀RESEARCHMay2018阻燃改性尼龙研究进展鲁哲宏1,2,班大赛3,李㊀豪2,王军亮1,刘保英1∗,张文凯1,房晓敏1,2∗,徐元清1,2,丁㊀涛1,2(1.河南大学阻燃与功能材料河南省工程实验室,河南开封475004;2.河南大学功能有机分子工程研究所,河南开封475004;㊀3.河南大学化学化工学院,河南开封475004)摘㊀要:综述了近年来阻燃改性尼龙材料的研究成果,尤其是现今适用于尼龙阻燃的各类阻燃体系的研究现状,包括溴系阻燃剂㊁磷系阻燃剂㊁氮系阻燃剂㊁磷⁃氮协效膨胀型阻燃剂㊁无机阻燃剂以及纳米阻燃协效剂等,并展望了未来阻燃尼龙的发展趋势.卤系阻燃剂将逐渐被替代,无卤环境友好型阻燃剂和膨胀型阻燃体系是未来重点的发展方向,综合改性㊁复配技术的应用也是未来研究和应用的热点.关键词:尼龙;阻燃;改性中图分类号:TQ323.6文献标志码:A文章编号:1008-1011(2018)03-0310-07ResearchprogressofflameretardantmodifiednylonLUZhehong1 2 BANDasai3 LIHao2 WANGJunliang1 LIUBaoying1∗ ZHANGWenkai1FANGXiaomin1 2∗ XUYuanqing1 2 DINGTao1 21.FlameRetardantandFunctionalMaterialsEngineeringLaboratoryofHenanProvince HenanUniversity Kaifeng475004 Henan China2.InstituteofFunctionalOrganicMolecularEngineering HenanUniversity Kaifeng475004 Henan China 3.CollegeofChemistryandChemicalEngineeringofHenanUniversity Kaifeng475004 Henan ChinaAbstract Theflameretardantmodifiednylonmaterialsinrecentyearsarereviewed,especiallythecurrentresearchstatusofallkindsofflameretardantsystemsappliedtonylon,suchasbrominatedflameretardants,phosphorflameretardants,nitrogenflameretardants,intumescentflameretardants,inorganicfillers,nanosynergist,etc.Thefuturedevelopmenttrendisprospected.Halogen⁃freeflameretardantandenvironment⁃friendlyflameretardantsarethekeydevelopmentdirections.Thehotspotsinthedomainofflame⁃retardantednylonsmainlyfocusonthesurfacemodificationandcomplextechnology.Keywords:nylon;flameretardant;modification收稿日期:2017-11-17.基金项目:河南省教育厅科技攻关项目(14A150004);河南省自然科学基金资助项目(162300410018)河南省科技发展计划项目(162102210023);河南大学科研基金项目(2016S18).作者简介:鲁哲宏(1995-),男,硕士研究生,研究方向为高分子复合材料.∗通讯联系人:E⁃mail:liubaoying666@163.com.㊀㊀尼龙(PA)是分子链中含有酰胺键(-CO-NH-)的热塑性树脂,其具有良好的机械性能㊁耐热性㊁耐化学性和耐磨性,且易于改性加工,大量应用于汽车㊁机械㊁电子㊁化工㊁建筑等领域,已成为世界上产量最大㊁应用范围最广的工程塑料[1].然而尼龙材料本身阻燃级别低,使用过程中可能造成火灾,限制了尼龙材料的应用.因此,通过改性提高尼龙材料的阻燃性能,始终是一个非常重要的研究课题.目前,常用两种方法对尼龙材料进行阻燃改性:1)添加型阻燃剂,即将阻燃剂加入到基体中,通过挤出共混的方法,使阻燃剂分散在基体中,提高基材阻燃性能.此方法加工简便,设备投资少,是目前应用最广泛的技术[2].但是要达到较高阻燃级别时,阻燃剂的添加量往往较大,易降低材料的力学性能.2)反应型阻燃剂,即将阻燃剂作为反应单元通过化学反应结合到大分子链上,使其成为结构单元中的阻燃成分.其阻燃效率较高,克服了添加型阻燃剂从聚合物表面迁移或挥发的缺点,并能保持聚合物原有的物理㊁化学及力学性能,但是在技术㊁设备及费用第3期鲁哲宏等:阻燃改性尼龙研究进展311㊀上都存在巨大的挑战.本文将从以上两个方面对尼龙的阻燃改性研究进展进行综述.1㊀添加型阻燃体系1.1㊀溴系阻燃体系溴系阻燃剂是适用于尼龙的最主要的阻燃剂之一,其阻燃效率高,耐候性和热稳定性好,对材料的力学性能影响小[2-4].作用机理主要为气相阻燃机理[5]:阻燃剂分子受热分解产生卤化氢,与材料燃烧过程中产生的自由基结合,从而中断链式反应,使材料燃烧减缓或自熄.生成的卤化氢气体还可稀释可燃性气体浓度而降低燃烧速率.溴系阻燃剂对尼龙阻燃效果好,与金属氧化物等协效剂共同使用效果更佳,最常使用溴锑协效阻燃体系,如13%的十溴二苯基乙烷(BPBPE)和5%的三氧化二锑复配使用可以使尼龙66(PA66)达到UL94V⁃0级[6].何颖等[7]将溴化聚苯乙烯(BPS)与三氧化二锑(Sb2O3)复配,制备了玻纤(GF)增强阻燃尼龙6(PA6)复合材料,当添加16%(质量分数,下同)BPS/Sb2O3时,复合材料的阻燃等级达到UL94V⁃0级.HORROCKS等[8]发现在PA6和PA66中锡酸锌和有机溴阻燃剂具有协效作用,并且锡酸锌比三氧化二锑具有更优异的整体协同效应,不仅能够提高材料的氧指数,还能降低烟气释放量[9].LEWIN等[10]发现五溴苄基酯与有机蒙脱土在PA6中具有协效作用,仅添加1%的有机蒙脱土和10%的五溴苄基酯,复合材料能通过UL94V⁃0测试.但是,溴系阻燃尼龙在阻燃过程中产生有毒气体溴化氢,污染环境,同时严重危害人体健康[11].部分常用的溴系阻燃剂,如十溴二苯醚和六溴环十二烷被斯德哥尔摩公约列入永久性有机污染物.欧盟等国家对含卤产品的限制非常严格,使溴系阻燃剂面临巨大的压力.1.2㊀磷系阻燃体系近年来,由于卤系阻燃剂发展受阻,无卤阻燃剂研发成为热点.磷系阻燃剂以其优异的价格和良好的性能成为研究和市场发展的主流[12].磷系阻燃剂依据结构和组成的不同,分为无机磷系和有机磷系阻燃剂两大类.无机磷系阻燃剂主要包括红磷和聚磷酸铵以及磷酸盐等,有机磷系阻燃剂包括磷酸酯㊁亚磷酸酯㊁磷酸酯和有机次磷酸盐等[13].磷系阻燃剂通常在气相和凝聚相同时发挥阻燃作用,具体的方式如下:1)受热分解释放出PO㊃㊁PO2㊃等自由基,淬灭燃烧链式反应中产生的H㊃㊁HO㊃㊁O㊃等活性自由基,终止链式反应.2)磷系阻燃剂受热分解,释放出磷酸㊁偏磷酸㊁聚磷酸等强酸,促进被阻燃基材脱水成炭[14].3)受热脱水形成富磷的玻璃态物质(炭层),覆盖在表面,隔绝空气,阻碍可燃性气体的释放,从而达到阻燃的目的.红磷是一种综合性能优异的无机磷系阻燃剂,绿色环保㊁高效㊁抑烟㊁低毒.但是红磷在空气中易氧化变质㊁与有机基材相容性较差㊁产品往往具有紫红色[15],通常采用阻燃母粒和微胶囊化技术进行表面改性.阻燃母粒是阻燃剂借助分散剂等助剂,并以一定浓度均匀分布于载体树脂中的阻燃剂浓缩物.陈先敏等[16]采用红磷阻燃母粒RPM440W(红磷40%)对PA66/GF的阻燃性能进行了研究,结果表明,添加15%RPM440和3%的有机纳米蒙脱土(OMMT)可使极限氧指数(LOI)值达到28.9%,并且对材料的力学性能影响较小.微胶囊化红磷阻燃剂(MRP)是一种紫红色粉末,较难吸湿,与树脂和橡胶混合性好,电气性能优良.张建均等[17]使用30%的Mg(OH)2包覆红磷,将其应用于PA66/GF(GF35%)材料的制备,复合材料可达到UL94V⁃0级,LOI值达36.5%,远远高出商业化产品.ZHU等[18]研究了微胶囊化红磷阻燃剂对尼龙6(PA6)的阻燃效果,添加16%的红磷于PA66/GF(GF15%)中LOI值为28.5%,通过了UL94V⁃0级别,且成炭率显著增加.TANG等[19]合成了次磷酸铈CeHP并用于阻燃玻璃纤维增强PA6.结果表明含20%CeHP的阻燃复合材料LOI值高达26.5%,通过UL94V⁃0级,热释放率和总热释放分别减少了27.1%和21.1%,拉伸强度增加了25%,机械性能优异.XIAO等[20]将焦磷酸哌嗪(PAPP)和次磷酸铝(AHP)的混合物添加到玻璃纤维增强PA6阻燃复合材料.结果表明:PAPP与AHP质量比为4/1,添加16%PAPP和4%AHP的PA6复合材料的LOI值为34%,达到了UL94V⁃0级.有机次磷酸盐阻燃剂也是一类较适用于尼龙的阻燃剂,不仅阻燃效果和热稳定性能好且绿色环保.金松等[21]以次磷酸钠为原料合成了异丁基次磷酸铝阻燃剂,通过熔融共混法制备了阻燃PA6复合材料.当阻燃剂添加量为20%时,复合材料的LOI值为26.4%,UL94达到V⁃0级,且形成明显的炭层,力学性能良好.CHEN等[22]成功合成了一种含硅和笼形双环磷酸酯基团的阻燃剂三(2,6,7⁃三氧杂⁃1⁃磷杂双环[2,2,2]辛烷⁃1⁃氧代⁃4⁃羟甲基)苯基硅烷(TPPSi,见图1),并将其应用于PA6的阻燃研究.当TPPSi添加量为25%时,复合材料达到了UL94V⁃312㊀化㊀学㊀研㊀究2018年0级,并且有效的减少了烟气释放量.林学葆等[23]将MRP与自制的勃姆石@苯基次膦酸铝(BM@Al⁃PPi)复配应用于PA6T的阻燃改性,发现二者具有较好的协效作用,可以在气相阻燃和凝聚相阻燃同时发挥阻燃作用.保持添加15%BM@Al⁃PPi不变,再添加5%的MRP,复合材料垂直燃烧达到V⁃0级别,LOI值为29%.图1㊀TPPSi的合成反应Fig.1㊀SynthesisofTPPSi1.3㊀氮系阻燃剂氮系阻燃剂是一种新型的高效环保阻燃剂,具有低毒㊁无腐蚀㊁对热和紫外光稳定等优点.一般不单独用于阻燃尼龙,常与卤系衍生物㊁磷系化合物㊁金属氧化物等共同作用.用于改性尼龙的氮系阻燃剂通常是分子中含有三嗪结构的化合物,如三聚氰胺(MA)㊁三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)㊁聚磷酸三聚氰胺(MPP)等.其中,MCA具有促进炭化和发泡双重功能,是目前增长最快且用量最大的三聚氰胺系阻燃剂.LIU等[24]采用固态剪切复合技术制备了高流动性㊁均匀分散的尼龙6/三聚氰胺氰尿酸酯(PA6/MCA)复合粉末.仅添加10%的MCA,复合材料便达到UL94V⁃0级.肖媛芳等[25]采用红磷对三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)进行改性,当改性MCA中红磷含量为20%㊁改性MCA用量为10%时,PA6的阻燃效果最好,达到UL94V⁃0级.FENG等[26]通过利用三聚氰胺(MA)和氰尿酸(CA)在二维MoS2片模板上的超分子聚合,成功地合成了类似夹心的MCA/MoS2混合片材,并将其应用于PA6的阻燃改性.不仅形成了致密的保护性焦炭层,在降低PHRR值(降低40%)和低烟度(降低24%)方面也表现出显著的性能.1.4㊀磷⁃氮协效膨胀型阻燃剂含单一阻燃元素的阻燃剂在阻燃效率㊁用量㊁环保等方面存在不足,利用多种阻燃元素协效阻燃是目前无卤阻燃剂开发的发展方向,其中磷氮协效膨胀型阻燃剂是最常用的体系,也是研究的热点.CHEN等[27]将次膦酸铝(OP)和MPP协效应用于阻燃型PA66/GF(30%)复合材料的制备.添加16%的阻燃剂(MPP/OP质量比3ʒ1),复合材料达到UL94V⁃0级,LOI值为33.5%.作者研究结果表明:MPP显著提高了复合材料的残炭量,OP的引入有利于均匀分散,并促进形成连续和紧密的阻隔炭层,因而阻燃效果较好.王旭东等[28]合成了一种磷氮系阻燃剂六苯氧基环三磷腈(HPCP),在PA6中添加8%时,LOI值达到29%.肖媛芳等[29]在合成MCA的过程中加入二乙基次磷酸铝(ADEPH)合成了磷⁃氮协同阻燃剂MCA⁃ADEPH,并将其应用于PA6.当MCA与ADEPH质量比为10ʒ1,总添加量为12%时,复合体系LOI值为30%,并达到UL94V⁃0级,材料的综合力学性能也得到提升.王超[30]设计并合成了磷氮膨胀型阻燃剂(CTOB,见图2),将其与有机改性蒙脱土(OMMT)复配制备了CTOB/OMMT/PA6阻燃复合材料.添加5%CTOB和15%OMMT时,复合材料的LOI达到28%,并通过UL94V⁃0级.SEM观察到燃烧后材料表面生成了致密的膨胀炭层,对提高阻燃性能起到了关键作用.LI等[31]采用磷氮阻燃剂OP1314和DOPO⁃SiO2复配协同阻燃PA6,添加15%OP1314和5%DOPO⁃SiO2的复合材料LOI值达31%,并通过UL94V⁃0级.1.5㊀无机阻燃剂适用于尼龙阻燃的无机阻燃剂主要有氢氧化镁(Mg(OH)2)㊁Sb2O3㊁硼酸锌等[32],它们具有热稳定第3期鲁哲宏等:阻燃改性尼龙研究进展313㊀图2㊀CTOB的合成反应Fig.2㊀SynthesisofCTOB性好㊁阻燃效果持久㊁绿色环保㊁低毒性等特点,但是单独使用时,其阻燃效率较低,添加量较大,易于恶化基材的力学性能.对无机阻燃剂进行表面改性可以增强填料和基材之间的界面结合,降低不利影响.Mg(OH)2阻燃尼龙,具有阻燃㊁抑烟的双重作用[33].BALAKRISHNAN等[34]研究发现添加30%Mg(OH)2的阻燃PA6,其热释放速率和质量损失速率显著降低,点燃时间延长.蒋文俊等[35]采用改性Mg(OH)2与红磷协效阻燃PA66复合材料,红磷添加量为10%时,再加入8%的Mg(OH)2后复合材料的垂直燃烧达到UL94V⁃O级,LOI达到32%.但是,Mg(OH)2大量添加会对材料力学性能造成影响,用氨基硅烷处理后可得到明显的改善.Sb2O3是目前用量最大的锑系无机阻燃剂,通常与卤系阻燃剂一同协效阻燃.硼酸锌[36]具有阻燃㊁成炭㊁抑烟㊁防熔滴等多种功能,是目前使用最广泛的硼系阻燃剂.许国志等[37]将其应用于PA11体系中,阻燃剂二乙基次磷酸铝和三聚氰胺磷酸盐添加量分别为12.5%和7%,再添加0.5%的硼酸锌(ZB)后膨胀效果最好,残炭率最高,阻燃效果也最佳.1.6㊀纳米阻燃协效剂无机纳米阻燃剂粒径达到纳米级别,不仅可以增强界面作用还能改善相容性.此外,纳米阻燃剂绿色环保,对环境污染小.纳米技术的应用对阻燃技术的发展注入了新的活力,正逐渐成为人们的研究热点[38].碳纳米管[39]是研究最为广泛的纳米纤维状材料,具有特殊的六边型结构,力学和电学性能良好,可应用阻燃纳米复合材料的制备.金晓冬等[40]发现改性后的碳纳米管MWNTs⁃GAS对尼龙6的阻燃性能有影响,添加3%的MWNTs⁃GAS,LOI提高到了24.2%,成炭率提高,熔滴现象消失,燃烧时间延长到47.1s.POSS是一种特殊的具有笼状结构的倍半硅氧烷(结构见图3).GENTILUOMO等[41]对含有碳纳米管(CNTs)和八异丁基POSS的PA12复合材料的燃烧行为进行了研究.当体系中添加4%CNT和3%POSS时,阻燃体系表现出良好的协同阻燃效果,复合材料的LOI提高到27%.作者认为单独的八异丁基POSS本身易于蒸发㊁升华,和二氧化硅形成屏障,有助于与CNT一起发挥屏蔽作用.图3㊀POSS的结构Fig.3㊀StructureofPOSS层状硅酸盐矿物材料是指云母㊁高岭土㊁膨润土(蒙脱土)㊁蛭石等黏土类矿物.这类矿物具备 天然 的纳米结构,尤其是纳米蒙脱土是商业价值最大的一类纳米协效剂[42].李巧玲等[43]通过熔融插层法将改性后的OMMT应用于PA66的阻燃.阻燃剂APP和MA添加量分别为12%和10%,加入3%和1%的OMMT和SiO2,复合材料不仅力学性能得到改善,LOI达到32%.MAJKA[44]用H⁃膦酸二钠(DHP)对蒙脱土进行表面改性,并应用于PA6的阻燃改性.作者研究结果表明:加入蒙脱土的复合材料不仅PHRR降低了53%,残炭量也有明显增加.作者进一步对蒙脱土进行氧化改性后制备OMt⁃DHP/PA6复合材料.复合体系起始分解温度为397314㊀化㊀学㊀研㊀究2018年ħ,比纯PA6提高了23ħ,作者认为有机蒙脱土对PA6纳米复合材料的整体热稳定性有较好作用.XIAO等[45]基于α⁃磷酸锆(α⁃ZrP)的特性,通过熔融插层制备了PA6/MCA⁃α⁃ZrP纳米复合材料.添加10%MCA⁃α⁃ZrP,复合材料的阻燃等级达到了V⁃0等级,HRR和THR都达到最低,表明MCA⁃α⁃ZrP能显著改善PA6的阻燃性.不同种类的纳米颗粒之间存在阻燃协同作用,将纳米二氧化硅和氧化石墨烯复配后添加到基体中,不仅可以提高熔融黏度,抑制小分子扩散,还可以提高成炭率,是未来研究的热点[46].2㊀反应型阻燃体系FAGHIHI等[47]通过微波辐射法,采用4,4ᶄ⁃(苯基亚膦酰)双(4,1⁃苯氧基)双苯胺与N,N⁃(4,4⁃二苯醚)双⁃三蜜酰亚胺缩聚将氧膦基团引入尼龙分子链合成了一种主键含氧化膦的阻燃聚酰胺(PAIs,图4).PAIs具有优异的溶解性能和热稳定性,LOI达29%.且微波辐射法不仅大大缩短了反应时间,并增加了所得聚合物的固有黏度.图4㊀PAIs的结构Fig.4㊀StructureofPAIs在分子链上引入三芳基氧化磷等阻燃基团,可形成具有永久阻燃性共聚物材料.YANG等[48]由己二酸六亚甲基酯和双(4⁃羧基苯基)苯基氧化磷为原料合成了阻燃聚酰胺66.作者研究表明:三芳基氧化磷对FR⁃PA66的阻燃效果主要与P-C键的断裂和形成的碳化保护层有关.前者将FR⁃PA66的初始热解活化能降低到75kJ/mol,后者将FR⁃PA66的中后期热解活化能分别提高到190和195kJ/mol,分别较PA66提高了50和46kJ/mol.N⁃苯甲酸⁃(乙基⁃N⁃苯甲酰甲酰胺)磷酰胺(NENP)具有特殊的P-N结构和双COOH基团.LV等[49]将NENP与己二酸与六亚甲基二胺反应得到的PA66预聚物聚合,得到新型阻燃PA66.当NENP预聚物的含量为5%时,阻燃PA66的初始分解温度T5%比纯PA66低38ħ,LOI为28%,通过UL94V⁃0级,并保持了良好的机械性能.4⁃(2⁃(((2⁃羧基乙烷基)(苯基)磷酰基)氧)乙氧基)⁃4⁃氧代己酸(CP⁃POA)是一种两侧羧基反应活性较高的新型磷酸酯阻燃单体,吕文涛等[50]将其与MCA通过原位聚合法制备阻燃尼龙66树脂.当CPPOA和MCA的含量均为4%时,阻燃PA66树脂的极限氧指数及阻燃等级分别达到28.7%和UL⁃94V⁃0级.聚N,Nᶄ二苯基⁃苯基氧化膦(PDPPD)是一种含有多苯环的芳香烃聚磷酸,且结构中含有N-P结构及双端氨基.张绪杰等[51]将其与己二酸㊁PA66盐通过聚合反应制备了一种新型含磷共聚本质阻燃PA66树脂,阻燃性能得到改善.当PDPPD含量为4.5%时,LOI达到28%,并达到了UL94V⁃0级,且力学性能良好.参考文献:[1]ZHANGXL,WUH,GUOSY,etal.Reinforcedthermalconductivityandmechanicalpropertiesofinsitumicro⁃fibrillarcompositesthroughmultistagestretchingextrusion[J].PolymerComposites,2017,38(12):2663-2669.[2]刘秀菊,庞会平,韩军慧,等.阻燃改性PA66研究进展[J].工程塑料应用,2017,45(7):144-148.LIUXJ,PANGHP,HANJH,etal.Researchprogressofflame⁃retardantmodificationPA66[J].EngineeringPlasticsApplication,2017,45(7):144-148.[3]李辉,王旭华,杨春兵,等.阻燃尼龙66的研究进展[J].工程塑料应用,2011,39(4):97-99.LIH,WANGXH,YANGCB,etal.Researchprogressofflameretardantnylon66[J].PlasticsApplications,2011,39(4):97-99.[4]LEEMA,LEESR,LEEJC,etal.Halogenbasedflameretardantglassfiberreinforcedpolyamideresincompositionandmethodforpreparingthesame[P].USP9670361,2017.[5]刘渊.通过分子复合改性三聚氰胺氰尿酸盐及对PA6阻燃性能的研究[D].成都:四川大学,2004.LIUY.Melaminecyanuratemodifiedbymolecularcom⁃poundandflameretardantpropertiesofPA6[D].Cheng⁃du:SichuanUniversity,2004.[6]张军,纪奎江,夏延致.聚合物燃烧与阻燃技术[M].北京:化学工业出版社,2005:182-183.ZHANGJ,JIKJ,XIAYZ.Polymercombustionandflameretardanttechnology[M].Beijing:ChemicalIndus⁃tryPress,2005:182-183.[7]何颖,左晓玲,郭建兵,等.溴化聚苯乙烯阻燃长玻璃纤维/PA6复合材料性能的研究[J].塑料工业,2013,41(7):99-103.HEY,ZUOXL,GUOJB,etal.Propertiesofbrominatedpolystyreneflameretardantlongglassfiber/PA6composite[J].ChinaPlasticIndustry,2013,41(7):99-103.第3期鲁哲宏等:阻燃改性尼龙研究进展315㊀[8]HORROCKSAR,SMARTG,KANDOLAB,etal.Zincstannateinteractionswithflameretardantsinpolyamides;Part1:Synergieswithorganobromine⁃containingflameretardantsinpolyamides6(PA6)and6.6(PA6.6)[J].PolymerDegradation&Stability,2012,97(12):2503-2510.[9]葛骅.含磷阻燃剂/单体的合成及其聚酰胺的热稳定性与阻燃性能研究[D].合肥:中国科学技术大学,2017.GEH.Researchofphosphorus⁃containingflameretardant/monomersynthesisandpolyamidethermalstabilityandflameretardantproperties[D].Hefei:UniversityofSci⁃enceandTechnologyofChina,2017.[10]LEWINM,ZHANGJ,PEARCEE,etal.Polyamide6treatedwithpentabromobenzylacrylateandlayeredsili⁃cates[J].PolymersforAdvancedTechnologies,2010,21(11):825-834.[11]ALAEEM,ARIASP,SJÖDINA,etal.Anoverviewofcommerciallyusedbrominatedflameretardants,theirapplications,theirusepatternsindifferentcountries/regionsandpossiblemodesofrelease[J].EnvironmentalInternational,2003,29(6):683.[12]欧育湘.阻燃塑料手册[M].北京:国防工业出版社,2008.OUYX.Flameretardantplastichandbook[M].Beijing:NationalDefenseIndustryPress,2008.[13]代彦荣.二乙基次磷酸铝阻燃体系对玻纤增强阻燃共聚尼龙66的性能研究[D].杭州:浙江理工大学,2017.DAIYR.Researchofthepropertiesofglassfiberrein⁃forcedflameretardantcopolymerizednylon66withdiethylaminophosphiteflameretardant[J].Hangzhou:ZheJiangScienceandTechnologyUniversity,2017.[14]QIANGLJ,YELJ,QIUY,etal.Thermaldegradationbehaviorofthecompoundcontainingphosphaphenanthreneandphosphazenegroupsanditsflameretardantmechanismonepoxyresin[J].Polymer,2011,52:5486-5493.[15]谢恺君.红磷阻燃尼龙的研究进展[J].科技创新与应用,2017(7):81.XIEKJ.Researchprogressofredphosphorusflamere⁃tardantnylon[J].TechnologyInnovationandApplica⁃tion,2017(7):81.[16]陈先敏,兰修才,李谦,等.无卤阻燃增强尼龙66提高氧指数的研究[J].塑料工业,2015,43(8):95-98.CHENXM,LANXC,LIQ,etal.Researchofhalogen⁃freeflameretardantreinforcednylon66toimproveoxygenindex[J].ChinaPlasticsIndustry,2015,43(8):95-98.[17]张建均,卢震宇,黄剑,等.氢氧化镁包覆红磷阻燃玻纤增强PA66的性能研究[J].塑料工业,2011,39(8):41-44.ZHANGJJ,LUZY,HUANGJ,etal.ResearchofthepropertiesofPA66reinforcedwithmagnesiumhydroxideandredphosphorusflameretardantglassfiber[J].ChinaPlasticIndustry,2011,39(8):41-44.[18]ZHUH,SHUTINGC,GUOJ,etal.Studyonthermalstabilityandflameretardantofredphosphorusflamere⁃tardedLGFPA6[J].PlasticsScience&Technology,2014,42(9):48-51.[19]TANGG,WANGX,JIANGS,etal.Thermaldegrada⁃tionandcombustionbehaviorsofflameretardedglassfiberreinforcedpolyamide6compositesbasedonceriumhypo⁃phosphite[J].PolymerComposites,2016,37(10):3073-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2024年阻燃尼龙市场前景分析

2024年阻燃尼龙市场前景分析

2024年阻燃尼龙市场前景分析引言阻燃尼龙是一种具有优异的防火性能和机械性能的材料,已经在多个领域得到广泛应用。

本文将对阻燃尼龙市场的前景进行分析,以探讨其在未来的发展潜力。

阻燃尼龙的特性阻燃尼龙材料由于添加了阻燃剂,在遇到火源时能够有效抑制火焰的蔓延,并具有自灭火的能力。

其特性包括:1.高温稳定性:阻燃尼龙在高温环境下能够保持较好的物理性能和阻燃效果;2.抗氧化性:能够抵御氧化反应,延长使用寿命;3.耐腐蚀性:对酸、碱等腐蚀性物质具有较好的抵抗能力;4.机械性能:阻燃尼龙具有良好的强度和韧性,可满足不同的工程需求。

阻燃尼龙市场现状目前,阻燃尼龙市场呈现出良好的发展态势。

以下是当前市场情况的几个方面:应用领域多样化阻燃尼龙在电子电气、汽车、建筑、航空航天等领域具有广泛的应用。

在电子电气领域,阻燃尼龙用于制造电线电缆、插座、电池盒等产品;在汽车领域,用于制造汽车内饰件、引擎零部件等;在建筑领域,用于制造防火门窗、隔热材料等。

这些领域的快速发展为阻燃尼龙的市场提供了广阔的空间。

市场需求稳步增长随着人们对安全性的要求提高,对防火材料的需求也日益增长。

阻燃尼龙凭借其卓越的防火性能,得到了市场的认可。

据市场研究报告预测,未来几年阻燃尼龙市场的需求将保持稳定增长的趋势。

技术创新推动市场发展随着科技的不断进步,阻燃尼龙领域也出现了许多创新技术。

例如,新型阻燃剂的研发使得阻燃尼龙的阻燃性能进一步提升;新的生产工艺使得阻燃尼龙的制造成本降低,促进了市场的扩大。

这些创新技术的出现将进一步推动阻燃尼龙市场的发展。

阻燃尼龙市场前景基于阻燃尼龙目前的市场表现和相关趋势,可以预见阻燃尼龙市场具有广阔的前景,具体表现在以下几个方面:市场规模持续扩大随着对安全性要求的日益提高,阻燃材料市场的规模将持续扩大。

在阻燃尼龙市场中,由于其独特的防火性能和广泛的应用领域,将成为市场的主要推动力。

由于阻燃尼龙的特性能够满足不同行业的需求,其市场份额将进一步提升。

红磷阻燃尼龙的研究进展

红磷阻燃尼龙的研究进展

红磷阻燃尼龙的研究进展文章介绍了红磷阻燃尼龙的阻燃机理以及近年来红磷阻燃尼龙的阻燃性能改进方法,包括红磷微胶囊化改性,红磷阻燃母粒,以及阻燃协效剂来提高阻燃性能。

标签:红磷;尼龙;阻燃前言随着电子电器和汽车行业的飞速发展,聚合物材料因其生产技术成熟,成本相对较低,也越来越广泛的应用于这些行业中。

但是,大部分聚合物材料属于容易燃烧的材料,在使用过程中容易带来火灾隐患。

因此,对聚合物材料的阻燃性能进行改进具有十分重要的意义。

尼龙是目前世界上产量最大、应用范围最广的工程塑料,许多种类的电器和汽车的外壳或者其他零部件都需要用到尼龙材料。

尼龙是一种阻燃级别为UL94 V-2的可自熄的聚合材料,满足一些普通场合的阻燃需要,但是,在一些特殊场合,例如高温下,往往需要更高阻燃级别的尼龙材料。

并且,目前通常使用玻璃纤维对尼龙材料进行增强,玻璃纤维在尼龙树脂中相当于“烛芯”,更加容易引发尼龙的持续燃烧。

因此,为进一步提高尼龙的阻燃性能,学者们进行了较为广泛而深入的研究。

1 红磷阻燃机理红磷阻燃尼龙是目前市场上应用最广泛的尼龙阻燃材料,目前,许多工艺成熟的大型家用电器的外壳都使用红磷尼龙。

欧育湘[1]解释了红磷阻燃机理:红磷在高温(通常为400-450℃)下,解聚形成白磷,白磷在水汽存在下,被氧化为既可覆盖于被阻燃材料表面,又可加速脱水炭化的含氧酸。

含氧酸主要作用是形成液膜和炭层,使被阻燃材料的表面与高温来源隔离,从而起到阻燃作用。

通常来说,在一定范围内,红磷阻燃尼龙中,红磷含量越高,材料的氧指数越高。

但是红磷阻燃尼龙存在稳定性不够、燃烧易产生有毒气体、产品带色的问题。

因此,对红磷阻燃尼龙的改进成为研究热点。

2 红磷阻燃性能的改进2.1 微胶囊化微胶囊化使用一种高分子物质(即囊材)将另一种物质(即芯材)包覆上一层具有一定强度的连续紧密的薄膜,以满足特殊需要。

将红磷进行微胶囊化,可以使红磷和外界隔绝开来,克服红磷在作为阻燃剂使用是所产生的问题。

PA6的填充阻燃研究进展

PA6的填充阻燃研究进展

芟 培 E Re e r h De lpm fFl m eR ear n Fi e A6 s a c veo = nto a t da t— l d P e l

Absr c : e a p o c fp e a ai n o a ea d d P sb if n r d c d Th r g e s i a ea d n le A6 wa e ald r v e d T e t a t Th p r a h o r p r t ff me r t r e A6 wa r l i t u e . ep o r s n f mer t r a tf ld P sd ti e iwe . h o l e y o l i e

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2 尼龙 6的填充型 阻燃剂
2 1含 卤阻燃剂 .

含 卤阻燃 剂是改性 塑料常用的阻燃剂 , 其中以多溴二苯醚 和多溴联 苯类物质为代表L。溴系阻燃剂效率高、用量少 ,对 4 J 材料的性 能影响小 , 且溴系阻燃剂价格 适中。与其它类型的阻 燃剂 相比 ,溴系阻燃剂效能/ 价格 比更具有优越性 。 目前在国内应用最广的含 卤阻燃剂就是十溴联苯醚 , 由于 其较 高的溴含量而对尼龙具有较高的阻燃效率 , 是最经 济的一 种阻燃剂。 由于它是一种填 料型阻燃剂 , 但 因而对 加工流动性 及产品的物理机械性能有很大的负面影响 。 此外 , 其热 稳定性 和光稳定性 也较差 。 近几年来 , 人们开 发的在尼 龙阻燃方面使 用的一种新阻燃剂为十溴二苯氧 基 乙烷 , J 它与十溴联苯醚具 有相 同的溴含量和同样 高的阻燃效率 , 且与溴化 苯乙烯聚合物 样 无D O 即所谓的二恶 因) P( 的问题。此外 ,它还具有较好的 热稳 定性和光稳定性。 其局限性在于它与十溴联 苯醚一样 同属 填 料型阻燃剂 , 与聚合物兼容性较差 , 此外与十溴联苯醚相比 成本上升较高 。

2024年阻燃尼龙6市场需求分析

2024年阻燃尼龙6市场需求分析

阻燃尼龙6市场需求分析概述阻燃尼龙6是一种具有良好耐热性和阻燃性能的工程塑料,广泛应用于电子电器、汽车、航空航天等领域。

本文将对阻燃尼龙6市场需求进行分析,包括市场规模、应用领域、竞争状况等方面。

市场规模阻燃尼龙6市场具有较大的潜力,随着电子电器、汽车、航空航天等行业的快速发展,对阻燃性能要求也越来越高。

根据市场研究数据,预计未来几年阻燃尼龙6市场将保持稳定增长。

应用领域电子电器阻燃尼龙6在电子电器领域应用广泛,主要用于制造电子零部件、连接器、插座等。

阻燃性能能够有效保护电子设备免受火灾和热辐射的影响,因此在电子电器市场需求量较大。

汽车汽车行业对阻燃尼龙6的需求也在不断增长。

阻燃尼龙6在汽车部件中可以提供良好的耐高温性能和阻燃性能,保证了汽车在高温环境下的安全性。

随着电动汽车的普及和汽车安全要求的提高,阻燃尼龙6在汽车行业的应用广泛拓展。

航空航天在航空航天领域,阻燃尼龙6的应用也得到了广泛认可。

航空航天领域对材料的阻燃性能要求极高,阻燃尼龙6能够提供卓越的阻燃性能和耐高温性能,因此在航空航天部件的制造中得到了广泛应用。

竞争状况阻燃尼龙6市场竞争激烈,主要竞争对手包括国内外一些大型化工企业以及专业的阻燃材料制造商。

竞争主要体现在产品性能、品质和价格方面。

为了在市场中获得竞争优势,厂商需要不断提升产品质量,降低生产成本。

总结阻燃尼龙6市场需求前景良好,主要得益于电子电器、汽车、航空航天等行业的发展。

随着市场规模的扩大,竞争也越来越激烈,厂商需要不断提升产品品质、性能和降低成本,以满足市场需求,并获得竞争优势。

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尼龙的阻燃研究进展尼龙,即聚酰胺( PA) ,是主链上含有酰胺基团( - NHCO - ) 的高分子化合物,是重要的工程树脂,居五大通用工程塑料( PA ,PC ,POM,PBT/ PET ,PPO)之首,在日常生活和工业领域的应用十分广泛。

根据聚酰胺单元链节中含碳原子数目不同可分为PA6 , PA11 , PAl2 , PA46 , PA66 , PA610 , PA612 , PAl010等。

其中PA6 , PA66 应用最广泛,产量最大。

尼龙具有很高的力学强度,熔点高,耐磨,耐油和一般有机溶剂,耐热性能优良。

由于在分子结构上带有酰胺基,因此具有良好的阻燃性。

按照ASTM D635 试验,属自熄性类型。

但作为一种广泛应用的材料, 尼龙大多面临比较苛刻的使用环境,如高湿度、高温度、高电压等。

因此尼龙的阻燃性能在许多场合成为一个至关重要的因素,特别在电气用途,如接线柱、插座、开关等。

因此有必要进一步提高尼龙的阻燃性。

1.尼龙的阻燃途径:尼龙的阻燃途径主要有[1]:(1) 在复合过程中加入阻燃添加剂; 即通过机械混合方法,将阻燃剂加入到聚酰胺中,使其获得阻燃性。

如将一定配比的APP/ talc 加入PA26 中,可获得UL94 V20 级阻燃PA26 ,其优点是使用方便,适用面广,但对聚合物的使用性能有较大影响。

可用于聚酰胺的主要添加型阻燃剂有双(六氯环戊二烯) 环辛烷、多磷酸铵、十溴二苯醚等。

使用添加型阻燃剂是目前尼龙阻燃的主要方法;(2) 在聚合物链上或表面上接枝或键合阻燃基团; 即阻燃剂是作为一种反应单体参加反应,并结合到聚酰胺的主链或侧链上去,使聚酰胺本身含有阻燃成分。

其特点是稳定性好,毒性小,对材料的使用性能影响小,阻燃性持久,是一种较为理想的方法。

但操作和加工工艺复杂,在实际应用中不及添加型阻燃方法普遍。

用于聚酰胺的反应型阻燃剂有双(羟乙基) 甲基氧膦、1 ,3 ,62三(4 ,62二氨基222硫基三嗪) 己烷和三聚氰酸的混合物等;(3) 与阻燃单体(内酰胺、二元胺或二元酸) 进行共聚合作用;2.用于尼龙的阻燃剂:2.1卤系阻燃剂:卤系阻燃剂主要是在气相延缓或阻止聚合物的燃烧。

它在高温下可产生自由基终止剂卤化氢(HX) ,与聚合物燃烧链反应中活性物质反应,并降低或消除此种活性游离基,从而减缓或终止气相燃烧中的链式反应达到阻燃目的。

另一方面,HX 是难燃性气体,稀释了氧的浓度,且其相对密度大于空气在聚合物与气相间形成气体保护层。

在凝聚相中卤系阻燃剂还可通过脱水反应形成炭化状态促进成炭[2]。

适用于聚酰胺的氯化阻燃剂主要有:saytex EFR25010 双(六氯环戊二烯) 环辛烷;溴化阻燃剂主要有:十溴二苯醚(DBDPO) 、十四溴二苯氧基苯( say2 tex 120) 卤系阻燃剂对未增强和增强尼龙均很有效,它可以与协效金属氧化物、金属盐、含磷化合物或成炭剂共同使用。

如卤系阻燃剂与硼酸锌复配使用,其协同效果与氧化锑大致相当,其主要作用机理为:2ZnO·3B2O3·3. 5H2O + 22RX 2ZnX2 + 6BX3 + 11R2O + 3. 5H2O ;2ZnO·3B2O3·3. 5H2O + 22HX 2ZnX2 + 6BX3 + 14. 5H2O;反应产生的BX3 ,ZnX2 在气相中可以捕捉自由基,削弱或消除燃烧的链反应;在固相中,促进炭化层生成。

高温下,BX3 , ZnX2 在可燃物表面形成玻璃状涂层,隔绝热氧。

反应放出的水份,起到吸热、降温、消烟作用。

2.2 磷系阻燃剂:含磷阻燃剂主要在固相发生作用,受热分解发生如下变化:磷系阻燃剂→磷酸→偏磷酸→聚偏磷酸。

聚偏磷酸是不易挥发的稳定化合物,具有强脱水性,在聚合物表面形成石墨状碳化膜,使聚合物与空气隔绝;脱出的水气吸收大量的热,使聚合物表面温度下降。

在气相中,磷系阻燃剂受热分解释放出挥发性磷化物,经质谱分析表明,存在PO·游离基,同时火焰中氢原子浓度大大降低,表明PO·捕获H·,即PO·+ ·H = HPO[3]。

适用于聚酰胺的磷系阻燃剂主要有赤磷、聚磷酸铵、磷胺、磷酸三甲苯酯等。

(1)红磷:红磷的优点是有效磷含量高,在燃烧时比其它含磷化合物产生更多的磷酸。

达到相同的阻燃等级时,红磷的添加量比其它的阻燃剂更低,使尼龙能较好的保持自身的力学性能。

作为阻燃剂的红磷的主要缺点是它的红颜色、易燃和通过与水反应生成高毒性的磷化氢(膦) 。

将普通红磷进行微胶囊化可避免其缺点[4]。

(2)聚磷酸铵(APP):聚磷酸铵(APP) 通过降低聚酰胺的降解温度、改变最终气相产物的组成参与了聚酰胺的热降解过程,同时在聚合物基体上形成蜂窝状炭化覆盖层,隔断两相界面的热量和物质传递,起到了保护基体的作用[5 ]由于成炭有流动趋势,会导致炭层下面的基材暴露,增大了燃烧的危险性。

加入一些无机添加剂, 如滑石粉( Talc) ,MnO2 , ZnCO3 ,CaCO3 ,Fe2O3 ,FeO ,Al (OH) 3 等,阻燃效果增加。

在APP 添加量为20 %的尼龙6 中加入以上一种添加剂(约1. 5 %~3. 0 %) ,LOI 值从25 升至35~47 ,达到V20 级[6 ]。

2.3 氮系阻燃剂:氮系阻燃剂低毒、不腐蚀、对热和紫外线稳定、阻燃效率好且价廉。

缺点是以其阻燃的塑料加工困难,在基材中分散性较差。

适用于尼龙的氮系阻燃剂主要有MCA (三聚氰胺- 三聚氰酸盐) 、蜜胺(三聚氰胺) 、MPP(三聚氰胺磷酸盐)等。

关于其阻燃机理, 一方面是“升华吸热”的物理阻燃方式, 即通过阻燃剂的“升华吸热”降低聚合物材料的表面温度并隔绝空气而达到阻燃的目的[ 7],另一方面是凝聚相中阻燃剂与尼龙相互催化直接碳化膨胀机理。

MCA 在阻燃过程中同时表现促进碳化和发泡双重功能[8]。

对于不同的种类的尼龙其阻燃机理略有不同,其阻燃效果也有所不同。

Pieter Gijsman[9]和Shahab Jahromi[10]等分别研究了MCA和MPP在尼龙6和尼龙66中的作用机理,发现在MCA和MPP尼龙66会导致交联,而在尼龙6中则促使降解,阻燃效果尼龙66优于尼龙6。

(1)MCAMCA 是由三聚氰胺和三聚氰酸在水中合成的三聚氰胺- 三聚氰酸盐,是一种靠氢键结合的加合物。

它是一种优良的阻燃剂, 具有无卤、低毒、低烟等优点, 常用于尼龙类高分子材料的阻燃[11]。

但传统的MCA 熔点高(400 ℃以上直接分解和升华) , 只能以固相粒子形态与树脂共混复合, 因此分散不均匀, 分散相尺寸大, 影响其阻燃效果; 另外,由于MCA 主要是气相阻燃,燃烧过程中材料凝聚相成炭量较低, 炭层松散, 不能形成致密的保护层, 也限制了其阻燃效率的提高。

四川大学采用分子复合技术在三聚氰胺氰尿酸盐(MCA ) 分子中引入与其分子结构互补且自身具有阻燃性的改性剂W EX 来降低MCA 的熔点, 使之可与PA 6 共熔复合, 超细均匀分散;并利用W EX 在材料燃烧过程中的成炭性, 改善炭层质量, 增强MCA 阻燃剂的凝聚相阻燃效果, 制备出阻燃性能和力学性能优良的阻燃材料[12];岳阳石化研究院开发的尼龙用无卤阻燃剂MCA ,添加量为18 %~25 % ,阻燃性达到UL94V - 0 级[13]。

(2)IFR(膨胀阻燃剂)膨胀阻燃剂是重要的一类无卤阻燃体系.膨胀阻燃剂优于含卤阻燃剂之处在于其燃烧时烟雾小, 而且放出的气体无害。

另外, 膨胀阻燃剂生成的炭层可以吸附熔融、着火的聚合物, 防止其滴落传播火灾.研究中用于膨胀阻燃剂主要有以下几种:气源(三聚氰胺类) 、酸源(磷氮阻燃剂) 、碳源( PA 本身) 以及辅助协同阻燃剂如硼酸锌、氢氧化铝,还有防滴落剂等,有关阻燃机理[14]可用下图表示:王惠芳等[15]和Arai等[16]研究了IFR 各组分间的匹配与尼龙66阻燃性能之间的关系,发现选择合适的配比可以获得较好的阻燃性。

当磷氮阻燃剂和三聚氰胺类的质量比例小于1%时,不能达到阻燃的效果;大于30%时在加工过程中将产生挥发;在比例在1%~30%,特别是7%~20%之间时,既可获得好的阻燃效果又不影响加工过程。

2.4 无机阻燃剂:无机阻燃剂具有毒性低、热稳定性好,不产生腐蚀性气体,不析出,发烟量小,有持久的阻燃效果等优点。

但添加量大,造成聚合物的成型加工性能和物理性能下降。

适用于聚酰胺的无机阻燃剂有赤磷、聚磷酸铵、磷铵、三氧化二锑、硼酸锌、氢氧化镁、铁的各种氧化物等。

阻燃尼龙6 用的氢氧化物阻燃剂主要是氢氧化镁。

氢氧化镁340 ℃开始吸热分解,430 ℃失重最大,到490 ℃分解反应终止,得到MgO 并释出大量水。

Mg(OH)2分解时大量吸热(0. 77 kJ / g) ,降低了环境温度,同时释出的水起到稀释和屏蔽空气的作用。

降解产生的MgO 残渣强烈影响聚合物的燃烧性能,限制了热返回到底层聚合物中,并阻止了氧接近聚合物;降解产生大面积氧化表面,吸收炭灰物种,催化其氧化,从而抑制了烟的产生。

Mg(OH)2起到阻燃、抑烟的双重作用。

但需要解决分散,与基体相容性等一系列问题。

常用于改善Mg(OH)2与尼龙相容性的方法有:(1)用偶联剂对其表面进行处理;(2)研制大分子界面改性剂对其表面进行处理;(3)采用纳米技术对其表面进行处理;常素芹等[17]采用自制的大分子界面改性剂对氢氧化镁表面进行改性,发现分散性与相容性得以改善,阻燃效果良好。

2.5 其它类型的阻燃剂还有一些阻燃剂在试验中也进行了研究,其中包括:以尼龙为基质的共聚物,接枝尼龙,作为阻燃添加剂的尼龙和高成炭添加剂,如在尼龙6 ,6 中加入高成炭添加剂PVA(聚乙烯醇) ,有利于高温脱水和成炭。

但是PVA 和尼龙的相容性较差,因此用KMnO4 氧化PVA ,形成Mn 的螯合物。

用锥型量热计对加入氧化的PVA 的尼龙6 ,6 进行研究,热释放的峰值速率由1124kWm- 2降低到400 Wm- 2。

尽管尼龙本身可燃,但在一些情况下,尼龙与其它聚合物在一起可以提高聚合物的阻燃性。

在纤维中尼龙6的协效作用非常重要,聚酯中只要加入几百ppm 的磷就有阻燃作用[18 ]。

3 阻燃尼龙的发展方向随着尼龙工程塑料的应用越来越广泛,阻燃剂的筛选,阻燃技术的开发研究不断深入,阻燃尼龙向3 方面发展:(1) 低卤或非卤阻燃尼龙:含卤阻燃剂在阻燃的同时,放出大量有毒的烟和气体,危害环境及人的身体健康。

许多国家已限制或减少了含卤阻燃剂的使用,而代之以磷、氮系阻燃剂和无机阻燃剂;(2) 多种阻燃剂共同作用的复合型阻燃尼龙:在卤-锑、磷-氮等协同体系的基础上,国内外很多制造厂从事开发新的协同体系,即将多种阻燃剂复配, 达到降低阻燃剂用量,提高阻燃性能的目的。

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