Page 57 - 《橡塑技术与装备》2023年1期
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综述与专论                                                种云胜 等·无卤阻燃玻纤增强尼龙复合材料研究进展


                氮系阻燃剂是具有反应低毒、相对差的挥发性、稳                            进行的火焰继续进行低温的燃烧，气源顾名思义就是
                定性很高特点的一种新型的阻燃助剂。氮系阻燃剂                            指低温燃烧时材料分子结构骨架中会含有这样一些的
                主要品种有三嗪亚环酮化合物、三聚氰类衍生物等。                           气体基团可以阻截在进行低温的燃烧的过程时会释放
                Gijsma 等  [19]  人还研究聚酰胺中添加了 MCA 后对聚               逸出这样一些气体的一种惰性气体以进一步稀释在高
                酰胺性能有显著影响，研究报告表明 ：尼龙中合理加                          温下燃烧的材料表面残留的有害空气以进一步达到阻
                入 MCA 既可以大大解决了尼龙燃料在正常燃烧工作                         燃和隔热的双重阻燃保护效果。张绪杰等                 [22]  合成开发
                时造成的滴落着火现象，同时对它自身的阻燃性能效                           出的一种环保绿色高效的磷氮系阻燃助剂可以用于阻
                果发挥也可以很好燃烧等级可以达到 UL94V-0 级，                       燃尼龙的后期阻燃，制备生产出来后的后期阻燃产品
                LOI 值可以大于 31.0%。王淇等         [20]  在阻燃尼龙塑料         尼龙的燃烧温度能够达到欧盟 UL94 达到 V-0 级，解
                PA66 中添加了采用了自有的专利技术制备新型的高分                        决掉了尼龙产品在后期燃烧过程时常见的燃烧熔滴情
                散类型 MCA 聚合物 (FS-MCA) 用于 PA66 阻燃，利                 况，但是在这种高效的阻燃剂结构材料中由于存在大
                用聚 FS-MCA 聚颗粒层间相互结合反应力小、聚集                        量芳烃结构，在生产尼龙产品的后期阻燃纺织系统中
                后颗粒结构均匀蓬松稳定的优异特点，使阻燃剂分子                           会由于大量苯环含量的特殊原因造成极高易爆断，所
                在高分子 PA66 树脂中可以达到高效均匀的细小分散，                       以目前我国有关氮磷系化合物的阻燃剂配方设计问
                有效提高了 MCA 阻燃 PA66 体系的阻燃及力学性能。                     题还有很多留待于继续的改善。磷 - 氮膨胀型阻燃剂
                Dian  Luo [21]  通过对低分子量尼龙进行表面处理 , 成               的初始加热及分解的反应的温度范围一般都约为 200

                功制备了表面能和流动能较低的改性 MCA。与传统                          ℃，240 ℃时左右时分解热失重量达到了 5%，378 ℃
                MCA 相比，改性 MCA 具有特殊的表面性能，更容易                       时左右时分热解反应的速率范围也可以达到当时世界
                在 PA66 树脂中流动和分散。在 PA66 基体中添加相应                    范围最大，最终结果可以是在分解温度范围约达 600
                的改性后的 MCA 阻燃剂具有更高的流动性、更好的                         ℃左右时阻燃剂的加热分解可以全部同时完成，质量
                阻燃性以及增强的力学性能属性。因此改进后的 MCA                         保持率也会达到了约为 36.5%。李霞等             [23]  人首先合成
                可以克服传统 MCA 的弊端。它提供了一种很有前途                         测得到了一种氮磷系阻燃剂结构中存在两个羧基，让
                的技术，通过使用这种改性 MCA 制备出综合性能优                         人们使用后它会再进一步与环磷二胺进行反应分解而
                异的阻燃增强 PA66。                                      再生成一个阻燃剂盐，最后合成出一个尼龙 66 阻燃的
                2.2.3 磷一氮膨胀型阻燃剂                                   化合物。实验检测也表明 ：其 LOI ≥ 27.14%，垂直
                    膨胀型阻燃剂的原理主要是指通过利用这三个完                         燃烧实验的测定所得的检测结果也为 UL94V-0 等级。
                全不同理化性质上的材料阻燃性元素在阻截了材料气                           而且在垂直燃烧过程时还会看到逐渐地在材料表面上
                体的继续燃烧过程发生改变时也可以由各自的单独组                           逐渐形成出了质地较软致密厚度均匀厚的碳化层，解
                分起作用加到阻燃材料的燃烧效果中去来从而达到实                           决了垂直燃烧过程的滴落的现象。磷 - 氮膨胀型阻燃
                现真正的阻止了可燃材料气体的继续的膨胀与燃烧主                           剂形成炭层如图 2 所示。
                要作用成分也是分别由碳源、酸源、气源这三部分完
                成。我们平时通常我们都是能知道的碳源顾名思义就                           3 结论与展望
                是指燃烧材料分子结构中的所包含有的几乎全部碳，                               无卤阻燃剂的出现，使阻燃聚酰胺产品在正常燃
                含碳材料一般也属于一种可燃性材料但是因为碳它的                           烧操作时也不会再次产生其他对人体、环境产生有害
                本身化学性质在进行高温气体燃烧等过程分解后通常                           反应的任何物质，聚酰胺无卤阻燃产品系列也便逐步
                都会逐渐析出来形成另外一个碳层来作为阻截氧气进                           成为市场了一款热销型产品，无卤阻燃剂中红磷和三
                入燃烧等过程分解后剩余的气体燃烧材料中形成的一                           聚氰胺酸盐类是聚酰胺产品行业中目前市场应用开发
                个碳熔液滴。酸源顾名思义即指现在的我们日常大多                           前景相对较高深广的两类。红磷具有很高的阻燃及分
                数所用加工过的聚磷酸盐类，一些含聚磷化合物的高                           解的效率并因此也就能有效大幅的改善阻燃及制品材
                温气体阻燃剂可以在进行高温燃烧反应过程时可以析                           料本身固有的阻热与抗电弧性，但目前鉴于对其储存
                出所形成气体的聚磷酸盐气体来填充依靠在该可燃高                           运输的储存运输方式及在产品颜色方面仍存在着的某
                分子材料骨架上的材料表面以有效阻截对该阻燃材料                           些技术局限也已是大大的受到限制而影响到了目前对


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                2023     第   49 卷                                                                       ·9·
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