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前景廣闊的無鹵阻燃尼龍
發布人:admin    發布日期:2019-05-27    瀏覽次數:85次     字體大小:【大】【中】【小】

中國老百姓最早認識尼龍,還是在上世紀60年代。記得那時從國外進口尿素的包裝袋是尼龍袋,老百姓視為寶貝,不僅可以用來裝東西,還可用以做衣服的材料。如果誰有一件尼龍襯衣,則是令人羨慕的事情。后來,隨著我國尼龍工業的發展,尼龍走進了尋常百姓家。如今尼龍家族十分龐大,品種數不勝數,用途也越來越廣泛。


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近年來,隨著全球環保意識的日益加強,消費者對塑料制品的阻燃要求越來越高,無鹵、低煙、低毒的環保型阻燃劑已越來越廣泛地被要求使用。無鹵阻燃材料也越來越受重視,尤其是高性能的無鹵阻燃尼龍材料正在受到人們的歡迎。


尼龍阻燃性差成難題


尼龍是世界上出現的第一種合成纖維,是聚酰胺纖維(錦綸)的一種叫法。尼龍的出現使紡織品的面貌煥然一新,從一定意義上說改變了人們的生活。尼龍是合成纖維工業的重大突破,也是高分子化學的一個重要里程碑。


然而,未經改性的尼龍其阻燃性能較差,屬于易燃材料,并且在燃燒過程中產生滴落,在使用過程中極易引發火災。尤其是在電子產品領域,因尼龍而引發的火災不計其數,造成較大損失,如果不改進尼龍的阻燃性能,則其使用范圍會受到極大限制。因此,對尼龍的阻燃改性成為當今學術界與工業界共同關注與攻關的課題。


后來,科學家在尼龍中加入了阻燃劑,以解決尼龍的易燃問題。但過去受制于技術,大部分阻燃劑在高溫下易分解,釋放出酸性物質,對金屬具有腐蝕作用,因此,一些如螺桿、過膠頭、過膠圈、過膠墊圈、法蘭等塑化元件需鍍硬鉻處理。工藝方面盡量控制機筒溫度不能過高,注射速度不能太快,以避免因膠料溫度過高而分解引起制品變色和力學性能下降。


改變了阻燃性能以后,尼龍的用途就更為廣泛。如尼龍成為以塑代鋼、鐵、銅等金屬的好材料,是重要的工程塑料;鑄型尼龍廣泛代替機械設備的耐磨部件,代替銅和合金作設備的耐磨損件。尼龍還大量用來制造簾子線、工業用布、纜繩、傳送帶、帳篷、漁網等,在國防上用作降落傘及其他軍用織物。在民用方面用途則更為廣泛,老百姓日常用品隨處可見,比如可以混紡或純紡成各種醫療及針織品。


無鹵阻燃劑環境友好


對于無鹵阻燃尼龍中的“無鹵”二字,是對所使用阻燃劑種類進行的標注。阻燃劑分為含鹵阻燃劑和無鹵阻燃劑,早期改性行業做阻燃改性絕大部分是用含鹵阻燃劑,如溴系阻燃劑。它阻燃性好,耐高溫性能也不錯,市場規模及應用領域長期雄居各類阻燃劑之首。但自1986年出現二噁英問題以來,溴系阻燃劑開始面臨巨大的環保壓力,關于溴系阻燃劑的爭議在全球范圍內一直未曾停止。


而無鹵阻燃劑則解決了這一難題,環保意識的增強帶動了無鹵阻燃劑產業的發展。無鹵阻燃劑面世,使尼龍在燃燒時不會產生對環境有害的物質,無鹵阻燃尼龍也隨之成為了暢銷產品。


尼龍中應用較廣的無鹵阻燃劑是紅磷和三聚氰胺鹽類。紅磷具有很高的阻燃效率并能改善制品的抗電弧性,但其儲存及顏色方面的局限性大大限制了其在尼龍中的應用,一般只應用于尼龍6中。另一種在尼龍中使用的無鹵阻燃劑是三聚氰胺鹽,主要是三聚氰胺尿酸鹽和磷酸鹽。它們具有較好的阻燃效率,但熱穩定性較差,且由于易吸潮而使得制品在潮濕環境下電性能較差。


無鹵阻燃尼龍性能優


無鹵阻燃尼龍就是添加的阻燃劑中含量極低或不含鹵族元素的溴和氯。無鹵阻燃尼龍產品阻燃性能優異,阻燃級別達到UL94V0級,具有低析出、防滴落,高電氣性能及耐熱性優良,CTI值高,電氣性能好,沖擊強度高,對環境友好,環保。適合做電氣接插件。通過在材料中添加符合歐洲ROHS標準的溴系阻燃劑或無鹵阻燃劑,以提高復合材料的阻燃性能。這種粒狀尼龍能承受的加工溫度為260℃。


在我們使用無鹵阻燃尼龍顆粒材料的過程中有時會遇到一些標號,比如UL94V-0、UL94V-2等,需要向普通消費者加以介紹。其實,UL94V-0和V-2這是無鹵阻燃尼龍阻燃等級的標號,這是美標,國際上大家一致認可它,所以統一使用這個標準了。


說得通俗一點,可燃性UL94等級是應用最廣泛的塑料材料可燃性能標準。UL94V0級可以達到5個標準及要求:一是沒有任何樣品在測試火焰拿走之后,仍然有火苗燃燒超過10秒;二是對于每套5件樣品,10次點燃后,帶火苗的燃燒的總共時間不超過50秒;三是沒有任何樣品一直燒到夾具上;四是沒有任何樣品,燃燒融化的液滴滴下點燃了下面12"處的棉花;五是沒有任何樣品,在第二次移走測試火焰之后,持續發紅燃燒超過30秒。這樣的標準,完全可以避免火災的發生。


未來發展瞄準四方向


通過使用無鹵阻燃劑經過改性而來的尼龍材料,無論是力學性能還是阻燃性都在傳統含鹵阻燃尼龍的基礎上得到了改善。這主要歸功于無鹵阻燃劑的飛速發展,也是全球科技發展的一個縮影,無鹵阻燃尼龍在制品顏色的處理上,可以根據消費者需求配色甚至可以生產本色產品。最為重要的是它徹底改善了含鹵阻燃劑對環境污染的問題。


隨著尼龍工程塑料的應用越來越廣泛,阻燃劑的品種越來越多,以及阻燃技術的開發研究不斷深入,阻燃尼龍在未來幾十年會往以下4個發展方向:


一是阻燃劑的復配技術。國際上很多阻燃劑廠家從事開發新型的協同體系,即將多種阻燃劑復配,以達到降低阻燃劑用量、提高阻燃性能的目的,既降低了阻燃材料的價格,又減少了物理性能的損失。二是無鹵化、低毒低鹵化。許多國家已經禁止或者限制了含鹵阻燃劑的使用,而代之為磷、氮系阻燃劑和無機阻燃劑。三是多功能化。在某些行業除了要求尼龍具有阻燃性能,還要求具有如導熱、導電、抗靜電等,需要大量添加其他助劑以達到用戶的要求。四是成本與性能的均衡。開發高效阻燃體系,減少阻燃劑對材料物理性能的影響,同時還可以減少污染、降低成本。


無論無鹵阻燃尼龍的未來如何發展,都會是以人為本,以消費者為核心,以環保為要求。

來源:中國化工報

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