目前阻燃劑用于玻纖增強(qiáng)尼龍和聚酯存在的問(wèn)題:
1.含鹵阻燃體系 其中最重要的也是在國(guó)外應(yīng)用最廣的一種就是溴化苯乙烯聚合物,它具有極其優(yōu)越的熱穩(wěn)定性,并且由于它與尼龍是熔融可混的,因而在加工過(guò)程中具有很好的流動(dòng)性。此外,用它制備的阻燃尼龍還具有優(yōu)越的電性能和較好的物理機(jī)械性能。這種阻燃劑的局限性在于光穩(wěn)定性較差,與尼龍尚不能完全相容,且其成本與目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較廣的十溴聯(lián)苯醚相比也較高。
目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣的阻燃劑就是十溴聯(lián)苯醚,由于其較高的溴含量而對(duì)尼龍具有較高的阻燃效率,是最經(jīng)濟(jì) 的一種阻燃劑。但由于它是一種填料型阻燃劑,因而對(duì)加工流動(dòng)性及產(chǎn)品的物理機(jī)械性能有很大的負(fù)面影響。尤其在電器連接件等產(chǎn)品結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜的今天,對(duì)樹(shù)脂的加工流動(dòng)性要求也日益提高。流動(dòng)性差的樹(shù)脂根本無(wú)法滿(mǎn)足加工小而復(fù)雜零件的要求,因此可以想象這類(lèi)填充型阻燃劑很難應(yīng)用在高檔領(lǐng)域,此外,其熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性也較差。
近幾年來(lái),人們開(kāi)發(fā)的在尼龍和聚酯阻燃方面使用的一種新阻燃劑為十溴二苯乙烷,它與十溴聯(lián)苯醚具有相同的溴含量和同樣高的阻燃效率,此外,它還具有較好的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性。其局限性在于它與十溴聯(lián)苯醚一樣同屬填料型阻燃劑,與聚合物相容性較差,因而加工流動(dòng)性和制品的物理機(jī)械性能較差。
2 .無(wú)鹵阻燃體系 紅磷是在尼龍和聚酯中應(yīng)用較廣的無(wú)鹵阻燃劑之一,具有添加量少、用途廣泛等優(yōu)點(diǎn)。普通紅磷易吸潮,與高分子材料相容性差,特別容易引起自燃,不能實(shí)際使用。微膠囊化紅磷阻燃劑,降低了紅磷的活性,解決了相容性,紅磷含量在85%左右,但自燃問(wèn)題沒(méi)有得到有效解決,粉塵污染嚴(yán)重。紅磷母粒是紅磷與氫氧化鋁、膨脹型石墨等無(wú)機(jī)阻燃劑復(fù)配使用、以基體樹(shù)脂為載體的暗紅色粒子,安全問(wèn)題得到了解決。該阻燃體系低煙、阻燃效率高;無(wú)粉塵污染,加工性能優(yōu)異;低密度、熱穩(wěn)定性好、制品物理性能下降少;加工過(guò)程中不起霜、不遷移、不腐蝕模具特別是制品具有高耐漏電痕跡指數(shù)(CTI),在電子電器應(yīng)用上優(yōu)勢(shì)明顯。紅磷母粒的最主要缺點(diǎn)是色調(diào)問(wèn)題,除了暗紅和黑色外,無(wú)法賦予制品更多的顏色選擇。
聚磷酸銨具有含磷量高,添加量少等特點(diǎn),也被用于阻燃尼龍和聚酯的制備,但APP的主要缺點(diǎn)是吸濕性強(qiáng),熱穩(wěn)定性不高(在230℃時(shí)就有脫NH3過(guò)程發(fā)生),在尼龍和聚酯的加工過(guò)程中易分解,導(dǎo)致制品發(fā)泡變色。
多聚三聚氰胺磷酸鹽(MPP)是另一類(lèi)廣泛應(yīng)用于尼龍和聚酯阻燃的環(huán)保型阻燃劑,分子鏈結(jié)構(gòu)與APP相似,主要是用分子量比較大的三聚氰胺取代側(cè)基中NH4+,因此提高了其熱穩(wěn)定性能,但造成MPP的磷含量較低。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),25%的MPP只能使玻纖增強(qiáng)的氧指數(shù)提高5.5%,而垂直燃燒性能幾乎沒(méi)有改善,因此應(yīng)用于阻燃PA66,需添加更多的MPP,造成對(duì)樹(shù)脂力學(xué)性能的嚴(yán)重下降。 三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)也常用于尼龍和聚酯阻燃,其特點(diǎn)是低毒、無(wú)腐蝕、對(duì)熱和紫外線穩(wěn)定,然而以其阻燃的尼龍和聚酯,燃燒時(shí)融滴厲害,對(duì)玻纖增強(qiáng)尼龍和聚酯的阻燃性較差,無(wú)法達(dá)到UL94-V0級(jí),制品在潮濕環(huán)境下電性能也不佳,而且在基材中分散性不好,加工困難。無(wú)機(jī)阻燃劑(如氫氧化鎂等)具有低毒、低腐蝕和低煙等優(yōu)點(diǎn),但用于尼龍和聚酯時(shí),加工過(guò)程中容易脫結(jié)晶水,因而不宜采用。 次膦酸鹽阻燃劑(如Exolit 1312和Exolit 1240)用于玻纖增強(qiáng)阻燃尼龍和聚酯的各種性能相對(duì)比較優(yōu)越,但是其價(jià)格是普通阻燃劑3-5倍,而使玻纖增強(qiáng)阻燃尼龍和聚酯的價(jià)格非常昂貴,目前沒(méi)有廣泛用于常規(guī)玻纖增強(qiáng)阻燃尼龍和聚酯制品中。