Selvom nylon har fremragende mekaniske og mekaniske egenskaber, er det meget brændbart med hensyn til kemiske forbrændingsegenskaber, og har også fænomenet smeltende dråber under forbrænding, som har en stor grad af sikkerhedspotentiale. De lodrette forbrændingsegenskaber af ren nylon blev målt med V-0-graden af UL-94, LOI-værdi større end 24%. Derfor er den nye flammehæmmende teknologi af nylon blevet et varmt emne, der har vakt den fælles bekymring for mange forskere over hele verden.
Fig. 1
Figur Kilde: YouBian Stock Official websted
I de senere år, med den globale miljøbeskyttelse, er grøn udvikling og ikke-carbon-halogeneringsstemme mere og mere høj, er grøn miljøbeskyttelsesflammehæmmende blevet rost og anerkendt af alle. Grøn miljøbeskyttelse flammehæmmende med flammehæmmende høj effektivitet, ikke-halogeneret, ikke-toksisk, lav røg og miljøbeskyttelse er nu en vigtig retning i udviklingen af den nye flammehæmmende industri i Kina. Figur 2 er et skematisk diagram over polymerforbrændingsprocessen.
Fig. 2 Skematisk diagram over polymerforbrændingsprocessen
Fig. 3 Polypetrokemisk halogenfri flammehæmmende PA66, PA6-stik, fastgørelsesmidler
Fig. 4 flammehæmmende nylon til Sanyang elektriske køretøjer
Ⅰ.Typer af flammehæmmere
Flammehæmmende additiver er flammehæmmere, som kan forhindre nedbrydning af forbrænding af forbrændingsmaterialer og hæmme opadgående forplantning af forbrændingsflamme.
Op til den aktuelle markedssituation i Kina er produkterne fra tilsatte flammehæmmende additiver stadig de vigtigste produkter, der udgør den nuværende flammehæmmende markedsstruktur i det store og hele, og der er altid modsigelser i markedsstrukturen i Kina. Selvom teknologien til tilsatte flammehæmmende polymermaterialer er enkel sammenlignet med traditionelle metoder, kan den dybest set opfylde kravene til traditionelle flammehæmmende materialer. Derfor er antallet af nye typer flammehæmmende stoffer, der er produceret og fremstillet, mere.
Det er dog let at forårsage eller påvirke de fysiske og mekaniske egenskaber og behandlingskarakteristika for materialet som helhed såvel som forskellige specielle anvendelser og sikkerhedsegenskaber, og ofte er der en række alvorlige problemer, såsom ujævn fordeling af spredningsgrad, alvorlige matrixkompatibilitetsfejl og interface -kraft er ikke meget tæt på den ideelle værdi.
Egenskaberne ved reaktive flammehæmmere er, at de hurtigt kan opnå en relativt lav temperatur, relativt holdbar og god stabil reaktion og flammehæmmende virkning i de ovennævnte polymermaterialeblandinger. Desuden er toksicitetsgraden af de reaktive materialer relativt lav, og virkningen af reaktionsgrænsefladekraften i de reaktive polymermaterialeblandinger er også lille, men produktionsprocessen er mere kompliceret og ikke let at betjene.
I henhold til de forskellige typer elementer i de vigtigste flammehæmmende stoffer kan flammehæmmere opdeles yderligere i bromelementserier, chlorelementserier, Organophosphorus -serien, Organosilicon Calcium Series, Magnesium Series og Metal Aluminium Series. I henhold til klassificeringen og standard for, om stoffet er reduceret til aktivt organisk stof, kan det generelle stof opdeles i generel organisk flammehæmmende og almindelig uorganisk flammehæmmende.
Fig. 5
Figur Kilde: Kejserens officielle websted
I de sidste to år er forfølgelsen af mere sikker og effektiv, ikke-toksisk, lav sort røg, forureningsfri produktion og effektiv ren, støvfri drift af nye flammehæmmende produkter gradvist begyndt at udvikle sig til en indenlandsk organisk og flammehæmmende miljøkemikaliekemikalers feltteknologi og udviklingsundersøgelse af en af de vigtigste tendenser.
Ⅱ. Anvendelsen af flammehæmmende i polyamid
1.Uorganisk flammehæmmende
Uorganisk flammehæmmende refererer hovedsageligt til som en semi-naturlig og miljøbeskyttelsesforbindelse tilsætningsstoffer, vil brugen af genstande være meget bred. På nuværende tidspunkt er Mg (OH) 2, AL (OH) 3 og andre hydroxider stadig en ny type naturlige uorganiske sammensatte flammehæmmere, som er de vigtigste industrielle anvendelser i Kina.
Ved at tage MG (OH) 2 som et typisk eksempel har det funktionerne med forbedring, flammehæmning og røgundertrykkelse. De vigtigste fysiske og flammehæmmende oxidationsreaktionsmekanismer er omtrent som følger: Den endotermiske kosykofiske reaktion af stærk termisk oxidation kan realisere den kortvarige tværbindingseffekt på den mellemliggende overgang fra langsom afkøling til hurtig afkøling af højtemperaturpolymermaterialer.
På grund af den store mængde lavt mættet højtemperatur vanddamp frigivet efter forekomsten af tværbindingsreaktion kan den også opnå midlertidig oxidation og koncentration af en del af brændbare og skadelige gasser og hæmme forbrændings nedbrydning og udvidelse af nogle produkter i høj temperaturforbrænding. På samme tid har den høje temperatur ildfaste organiske metaloxider nedbrydet af oxidation også højere flammehæmmende oxidationsaktivitet af flammehæmmende materialer, som i sig selv vil gennemgå hurtige kemiske ændringer i et øjeblik og producere stærk termisk oxygendissociation og tværbinding i høj temperaturpolymeropløsning.
Overfladen af disse højtemperaturpolymermaterialer kan hurtigt oxideres for at danne et tykt lag af ikke-carboniseret film, carboniseret filmoverflade vil hurtigt og markant svække varmeoverførselseffekten af varmevridning og varmeoverførselseffekt forårsaget af høj temperatur i flamme og forbrænding, således til endelig at spille rollen som varmebeskyttelse, flammehæmmende og adiabatisk.
Fig. 6 Uorganisk flammehæmmende
The inorganic type of inorganic flame retardant added to polymer materials is not very much at present, and because most of the current organic polymer flame retardant materials are first added to the polyamide composite material system by a chemical physical polymerization process, under the condition of physical dispersion polymerization and the organic polymer between not very full mixing, Therefore, it seems that this polymer compound flame retardant has not been further udviklet og anvendt mere bredt og effektivt.
De almindelige typer af flere nye uorganiske flammehæmmende materialer er omtrent phosphorsyre, borsyre, natriumphosphat P-ammoniumchlorid, natriumboraks og så videre. Jin Xuefen et al. Foreslået, at to produkter såsom nylon og nylon 66 blev tilsat med hypophosphat for at forbedre den flammehæmmende. Undersøgelsen fokuserede på de tre komponenter i jernoxid (Fe2O3) og en række omfattende faktorer, der påvirker forbedringen af flammehæmmende og nedbrydningsegenskaber af de flammehæmmende systemmaterialer og deres virkning.
Gennem analysen af kegelkalorimeterdata, analysen af pyrolysens vægttabsdata og den sammenlignende analyse af topografi, konstateres det, at Fe2O3 har et relativt åbenlyst, effektiv og varig flammehæmmende virkning på flammehæmmningen af hypophosphat og forbedret PA66 -systemet, fremme reaktion og nedgang. Den effektive og varige forbrændingsblokering af det faste porøse carboniserede lag begrænser den hurtige frigørelseshastighedstop af energien fra brændbare eller skadelige gasmolekyler, og den hurtige energioverførsel mellem skadelige gasvarmolekyler reducerer den hurtige varmefrigørelseshastighed for brændbare eller skadelige gasvarmolekyler i barrierer -systemet.
Fig.7 Nylonflammehæmmende
Figur Kilde: Officielt websted for Yinyuan Nye materialer
With Exolit OP 1312 Ml flame retardant GRPA66(glass fiber content of 30%), when the amount of flame retardant is 18%, the flame retardant of UL94V-0, open combustion D4min flame retardant is 50% lower than BPS and RP, the material density and CTI value are the same as the non-flame retardant substrate, melt index is 30% lower than the Substrat, men meget højere end med BPS og RP-flammehæmmende. Træk- og påvirkningsstyrken reduceres med ca. 20% sammenlignet med ikke-flammehæmmende GRPA66, og den flammehæmmende materialefarve og gennemsigtighed er bedre. Sammenlignet med BPS og RP -flammehæmmende GRPA66, såsom omfattende overvejelse af behandling, flammehæmmende, røg, mekaniske og elektriske egenskaber, har flammehæmmende GRPA66 med Exolit OP 1312 M1 åbenlyse fordele.
Med den gradvise forøgelse af andelen af halogenfri flammehæmmende tilsætningsstoffer vil den flammehæmmende styrke af UL94-kvalitet af forstærkede materialer, såsom nylon 66, blive markant forøget, og den resterende flammetid vil være markant kortere. Når det samlede tilsætningsforhold for halogenfri flammehæmmende er kun ca. 20% i gennemsnit, i den halogenfri flammehæmmende forstærkede materialesystem, kan den flammehæmmende ydelse af UL94 af nylon 66 nå niveauet af UL94V-0, og den gennemsnitlige hakket påvirkningsstyrke af blot understøttede bjælker i mekaniske egenskaber er omkring 7,5KJ/M²
Levchik et al. 's arbejde afslørede, at rødt fosfor og en række andre flammehæmmende tilsætningsstoffer i nylon 6 har gensidigt fremme af flammehæmmende virkning og flammehæmmende egenskaber.
LVCHICKSV tilføjede 3 dele rødt fosfor og 1 del af Mg (OH) 2 og andre flammehæmmende tilsætningsstoffer til henholdsvis nylon. Det samlede indhold af de to ingredienser tegnede sig for 20% ~ 50% af det samlede volumen af harpiksmateriale. Det kan sikre, at de omfattende tekniske indikatorer for produktionen og kvaliteten af produkterne kan være bedre, og kvaliteten af den flammehæmmende egenskab af materialet kan opfylde kravene i det internationale standard UL94V-0-niveau og kravene til CTI-værdien af den kinesiske standard overstiger ikke eller mindre end polymeren, der genereres af 400V-strømmen for strømforsyningen.
2. Organisk flammehæmmende
2.1 Fosforflammehæmmere
I phosphatesterflammehæmmende materialer er det generelt opdelt i elementære materialer, der indeholder halogenfrie phosphatesterelementer og sammensatte materialer, der indeholder halogenfrie phosphatesterkomponenter i henhold til om det vil være alene eller indeholde en lille mængde uorganiske halogenforbindelser.
Fig.8 Fosforflammehæmmere
Figur Kilde: Tianyi kemisk websted
Ikke-halogen-phosphatesterprodukter behøver ikke at indeholde en lille mængde andre halogenelementer alene og eksisterer ikke i andre flygtige organiske metalhalogenforbindelser, der er brandfarlige inden for forbrændingsmiljøet med forurening og risikofaktorer. Det er blevet en ny teknologiretning i den hurtige udvikling af videnskab og teknologi inden for brandproofbelægninger hjemme og Abroad.
Triphenylpolyphosphat, isotriazol toluen-sulfonatphosphat, TrialtL-phosphat og andre ikke-halogen-type polyphosphatderivater har mere end et dusin af deres vigtigste råmaterialer. Fordi de indeholder mange komponenter, har halogenfrie polyphosphatprodukter imidlertid også mange kvalitetsdefekter, såsom høj opløsningsmiddelvolatilitet, lav varme og lav temperaturydelse og dårlig molekylær kompatibilitet. Derfor er dens omfattende produktion og anvendelse i ikke-halogenerede polymerphosphatesterprodukter meget begrænset.
Triisopropylphosphat, som med succes blev udviklet af et stort schweizisk føderalt selskab i 1968, har de vigtigste egenskaber ved ultra-lav toksicitet, lav viskositet, lugtfri, i tråd med kravene til lysmodstand, grøn miljøbeskyttelse, ultraviolet resistens, lav temperaturresistens og stressekrakning modstand. Fremstillings- og produktionsprocessen for triisopropylbenzenphosphat er enkel, råmaterialkanaler og kilder er brede, den er vidt brugt i organisk polymer, uorganisk polymer, naturlig polymer og andre felter af materielle produkter flammehæmmende.
Yang Minfen et al. viste, at det ultimative iltindholdsindeks steg med stigningen i forholdet mellem flammehæmmere. Når tilsætningsbeløbet af bis (2-carboxyethyl) monohexamethylaminphosphat var 6%(massefraktion), kunne LOI-værdien nå 27,8%UL-94-niveau. Tests viste, at når tilsætningsforholdet for BIS (2-carboxyethyl) monohexamethylaminphosphat var højere end 2%(massefraktion), blev smelte-drop-fænomenet flammehæmmende nylon 66 signifikant forbedret for at passere V-0-graden af UL-94.
Wang Zhangyu et al. Føjede sig til 66 polymerisation af nylonmonomer og kunne først syntetisere eller screene den overskydende melamin -polyphosphat -monomer (MPP) til polymerisation. Testresultaterne viste alle, at når den samlede mængde MPP i monomeren nåede 25%(massefraktion) eller derover, kan den højeste værdi af flammehæmmende og beskyttende egenskaber være direkte eller nået den internationale UL94-kvalitet V-0, men den maksimale trækudbytte Ultimate styrke af polyamidkomposit kan være 120MPa, påvirkning, som hårdhedsstyrke kan være 6,7KJ/m².
Fosfortype Flampehæmmere har de unikke fordele ved ikke-giftig, lav halogen, lav røg, miljøbeskyttelse og ingen tungmetalforureningsstoffer, og de er de mest uundværlige blandt mange organiske polymerflammehæmmere, som gradvist vil blive en ny retning af menneskelig forskning.
2.2 Nitrogentype flammehæmmende
På nuværende tidspunkt kan nitrogenflammehæmmere bruges og anvendes til tekniske applikationer i Kina. Blandt de vigtigste typer nitrogenflammehæmmere er melaminharpikser og deres tilsvarende derivater de vigtigste. Et af deres bemærkelsesværdige egenskaber er, at deres flammehæmning, nedbrydning og forbrændingseffektivitetskoefficient er høj, helt ufarlig, ikke-toksisk og billig.
Fig.9
Figur Kilde: Koon Flame Retardant Materials officielle websted
Den vigtigste oxidationsmekanisme for nitrogen-type flammehæmmere involverer to til tre hovedgasfasemekanismer: valence oxynitrous forbindelser nedbrydes normalt og oxideres gradvist i forbrændingsudvekslingen af høj temperaturflamme og reagerer til dannelse Koncentration, mens du absorberer varme for at køle ned. Nitrogenholdige flammehæmmere er en ny type flammehæmmere med lav toksicitet, relativt dårlig volatilitet og høj stabilitet.
De vigtigste sorter af nitrogenflammehæmmere er triazincykloketonforbindelser, melamindivater osv. Gijsma et al. Undersøgte også, at MCA tilsat polyamid har en betydelig indflydelse på ydelsen af polyamid. Forskningsrapporten viste, at: den rimelige tilsætning af MCA til nylon kan ikke kun effektivt løse problemet med dryp ild forårsaget af nylonbrændstof i normalt forbrændingsarbejde, men også spille en god rolle i sin egen flammehæmmende ydeevne, forbrændingskvalitet kan nå UL94V-0, LOI-værdi kan være større end 31,0%.
Wang Qi et al. Tilføjet en ny type høj spredning MCA-polymer (FS-MCA) fremstillet ved proprietær teknologi til den flammehæmmende nylonplast PA66 til PA66-flammehæmmende ved anvendelse af den fremragende egenskaber ved lille bindingsreaktion mellem partikellag af poly FS-MCA, ununiform, fluffy og stabil partikelstruktur efter aggregering. Den høje effektivitet og ensartede fine spredning af flammehæmmende molekyler i polymer PA66 -harpiks kan opnås, hvilket effektivt forbedrer de flammehæmmende og mekaniske egenskaber ved MCA flammehæmmende PA66 -system.
Dianluo forberedte med succes modificeret MCA med lav overfladeenergi og strømningsenergi ved overfladebehandling af nylon med lav molekylvægt.
Fig.10 MCA Flame-happende nylon Masterbatch
Figur Kilde: Polypetrokemisk
Sammenlignet med traditionel MCA har modificeret MCA specielle overfladeegenskaber og er lettere at flyde og sprede i PA66 -harpiks. Den modificerede MCA -flammehæmmende tilsat PA66 -matrix har højere fluiditet, bedre flammehæmning og forbedrede mekaniske egenskaber. Derfor kan den forbedrede MCA overvinde ulemperne ved traditionel MCA. Det giver en lovende teknologi ved at bruge denne modificerede MCA kan tilberedes fremragende omfattende ydelse af flammehæmmende forbedret PA66.
2.3 Fosfor-nitrogenudvidelsesflammehæmmende
Princippet om ekspansiv flammehæmmende henviser hovedsageligt til brugen af disse tre helt forskellige fysiske og kemiske egenskaber ved materielle flammehæmmende elementer i blokken af materialegas fortsat forbrændingsprocesændringer kan også tilføjes ved deres separate komponenter til den flammehæmmende materialeforbrændingseffekt, således at opnå et reelt stop af forbrændingsstofmateriale gas fortsat udvidelse og forbrænding. Hovedkomponenterne er også afsluttet med kulstofkilde, syrekilde og luftkilde.
Fig.11 Ekspansiv flammehæmmende
Figur Kilde: Hongtaiji Officiel websted
Karbonkilder brænder, som navnet antyder, det meste af kulstof, der er indeholdt i en materiales molekylstruktur. Carbonholdige materialer hører generelt til brændbare materialer. På grund af de kemiske egenskaber ved selve kulstof, efter nedbrydning i forbrænding af høj temperatur og andre processer, opløses den normalt gradvist for at danne et andet kulstoflag, der fungerer som en kulstofsmeltedråbe dannet i de resterende gasforbrændingsmateriale efter nedbrydning af ilt til forbrænding og andre processer.
Som navnet antyder henviser syrekilde til det meste af vores daglige forarbejdede polyphosphat. Nogle højtemperaturgasflammehæmmere, der indeholder polyphosphatforbindelser, kan udfælde den dannede gaspolyphosphatgas i processen med høj temperaturforbrændingsreaktion for at fylde den materielle overflade, der er afhængig af den brændbare polymermateriale-skelet for effektivt at blokere flammen af flammen, der forsinker materialet for at fortsætte med at brænde ved lav temperatur.
Som navnet antyder, henviser luftkilde til gasgrupperne indeholdt i molekylstrukturskelettet af materialer under forbrænding af lavtemperatur, hvilket kan blokere en inert gas, der frigives i processen med lav temperaturforbrænding, for at yderligere fortynde den skadelige luft, der forbliver på overfladen af materialer, der er brændt ved høj temperatur, så for yderligere at opnå den dobbelte flamme, der gentager den yderligere flamme, der ligger den skadelige luft, der er på overfladen af materialer.
Zhang Xujie et al. Udviklet En slags miljøbeskyttelse, grøn og effektiv fosfor og nitrogenserie Flampehæmmende tilsætningsstoffer kan bruges til den sene flammehæmmende af flammehæmmende nylon. Forbrændingstemperaturen for de sene flammehæmmende nylonprodukter produceret ved forberedelse kan nå EU UL94V-0-niveauet, der løser det almindelige problem med smeltedømme i den sene forbrændingsproces for nylonprodukter. På grund af eksistensen af et stort antal aromatiske kulbrinter i dette meget effektive flammehæmmende strukturelt materiale, vil det imidlertid forårsage ekstremt høj eksplosivt brud i det sene flammehæmmende tekstilsystem af nylonprodukter på grund af den specielle årsag til et stort antal benzenringindhold. Derfor er der stadig mange problemer i formuleringsdesignet af flammehæmmende af nitrogen- og fosforforbindelser i vores land, som skal forbedres yderligere.
Den indledende opvarmning og nedbrydning af reaktionstemperaturområdet for fosfor - nitrogenudvidelsesflammehæmmende er generelt omkring 200 ℃. Vægttabet nåede 5% ved ca. 240 ℃, og hastighedsområdet for pyrolysereaktion ved ca. 378 ℃ var også den største i verden på det tidspunkt. Det endelige resultat var, at når nedbrydningstemperaturområdet var omkring 600 ℃, kunne den termiske nedbrydning af flammehæmmere afsluttes samtidig, og masseopbevaringshastigheden kunne nå ca. 36,5%.
Li Xia et al. Først syntetiserede og målte to carboxylgrupper i strukturen af en nitrogen-fosfor-type flammehæmmende. Efter at folk brugte det, ville det yderligere reagere med cyclophosphin og nedbrydes i en flammehæmmende salt og syntetiserede til sidst en nylon 66 flammehæmmende forbindelse.
Den eksperimentelle test viste også, at dens LOI var mere end 27,14%, og testresultatet opnået ved lodret forbrændingstest var UL94V-0. Og i den lodrette forbrændingsproces vil også se på overfladen af materialet gradvist dannede en blød tæt og ensartet tykkelse af carboniseret lag for at løse den lodrette forbrændingsproces med dryppende fænomen. Det kulstoflag dannet af fosfor - nitrogenudvidelsesflammehæmmende er vist i figuren herunder.
Ⅲ.Konklusion og udsigt
Udseendet af halogenfri flammehæmmende får flammehæmmende polyamidprodukter i normal forbrændingsoperation vil ikke producere stoffer, der producerer skadelige reaktioner på den menneskelige krop og miljøet igen. Serien med halogenfri flammehæmmende produkter af polyamid er gradvist blevet et populært produkt på markedet. Halogenfri flammehæmmere Røde fosfor og cyanurinsyre er to slags polyamidprodukter med relativt gode markedsanvendelses- og udviklingsmuligheder.
Fig.13 Flammeknusende polyamidmateriale
Figur Kilde: Defu Plastic Net
Rød fosfor har høj flammehæmmende og nedbrydningseffektivitet, så det kan effektivt forbedre den iboende varmemodstand og lysbue -modstand af flammehæmmende og produktmateriale selv, men i øjeblikket er det blevet begrænset og påvirket de aktuelle farveproblemer i dens produkter i nylonfælles, og nogle tekniske begrænsninger i nyl 6.
Fig.14
En anden ny halogenfri flammehæmmende, der hovedsageligt anvendes i polyamid, er melamin urat. De vigtigste aktive komponenter kan være melaminsaltderivater og fosfatderivater. Selvom de har gode flammehæmmende egenskaber, har de dårlig termisk stabilitet. På grund af dens lette oxidation og fugtabsorption er den elektriske korrosionsydelse af disse produkter relativt dårlig under virkning af høj temperatur og fugtigt miljø i lang tid.
Fig.15 Melaminsyre
Figur Kilde: Xiucheng Chemical Official websted
Selvom flere andre almindelige halogenfrie uorganiske flammehæmmende materialer, der bruges i dette papir, har deres egen særlige og fordele, har de alle en række problemer, såsom meget lav-flammehæmmende effektivitet, dårlig bindingskraft med materialegrænsefladen, stort tilføjelsesbeløb og stor ydeevne reduktion. Derfor er den flammehæmmende virkning af enkelt uorganiske eller organiske flammehæmmende tilsætningsstoffer ofte ikke ideelt.
Derfor har flere lærde en tendens til at bruge kombinationsmetoden på 2 eller endda mere end 2 slags flammehæmmere til at sammensætte flammehæmmere med forskellige egenskaber og gøre brug af deres egne fordele til at producere en række synergistiske fremme af effekter for at opnå en højere kvalitet af omfattende flammehæmmende ydeevne. På nuværende tidspunkt er effektiviteten af nitrogen-fosforforbindelsesflammehæmmende højere, højere, markedsproduktionsreserve er mere, og produktet er grønt og forureningsfrit.
Derfor er nitrogen- og fosforflammehæmmere også en af de vigtigste fremtidige udviklingsretninger inden for flammehæmning af polymermaterialer i Kina. På nuværende tidspunkt er der opstået et stort antal nye flammehæmmere på markedet.
Vi leverer alle slags halogenfrie, fosfor- og bromflammehæmmere, som er vidt brugt af kunder i Europa og USA.
Forespørgsler er velkomne til enhver tid:yihoo@yihoopolymer.com
Posttid: Feb-27-2023