Introduktion till kvävebaserade flamskyddsmedel för nylon
Kvävebaserade flamskyddsmedel kännetecknas av låg toxicitet, icke-korrosivitet, termisk och UV-stabilitet, god flamskyddseffektivitet och kostnadseffektivitet. Deras nackdelar inkluderar dock bearbetningssvårigheter och dålig dispersion i polymermatrisen. Vanliga kvävebaserade flamskyddsmedel för nylon inkluderar MCA (melamincyanurat), melamin och MPP (melaminpolyfosfat).
Flamskyddsmekanismen omfattar två aspekter:
- "Sublimering och endoterm" fysikalisk mekanism: Flamskyddsmedlet minskar polymermaterialets yttemperatur och isolerar det från luften genom sublimering och värmeabsorption.
- Katalytisk karbonisering och intumescent mekanism i kondenserad fas: Flamskyddsmedlet interagerar med nylon, vilket främjar direkt karbonisering och expansion.
MCA uppvisar dubbla funktioner i flamskyddsprocessen och främjar både karbonisering och skumbildning. Flamskyddsmekanismen och effektiviteten varierar beroende på typen av nylon. Studier av MCA och MPP i PA6 och PA66 visar att dessa flamskyddsmedel inducerar tvärbindning i PA66 men främjar nedbrytning i PA6, vilket resulterar i bättre flamskyddsprestanda i PA66 än i PA6.
1. Melamincyanurat (MCA)
MCA syntetiseras från melamin och cyanursyra i vatten och bildar en vätebunden addukt. Det är ett utmärkt halogenfritt, lågtoxiskt och rökfattigt flamskyddsmedel som vanligtvis används i nylonpolymerer. Traditionellt MCA har dock en hög smältpunkt (sönderfaller och sublimerar över 400 °C) och kan endast blandas med hartser i fast partikelform, vilket leder till ojämn spridning och stor partikelstorlek, vilket negativt påverkar flamskyddsmedlets effektivitet. Dessutom fungerar MCA primärt i gasfas, vilket resulterar i låg förkolningsbildning och lösa, icke-skyddande kolskikt under förbränning.
För att hantera dessa problem har molekylär kompositteknik använts för att modifiera MCA genom att introducera ett komplementärt flamskyddsmedelstillsatsmedel (WEX), vilket sänker smältpunkten för MCA, vilket möjliggör samsmältning och ultrafin dispersion med PA6. WEX förbättrar också bildandet av kol under förbränning, vilket förbättrar kollagrets kvalitet och stärker MCA:s flamskyddseffekt i kondenserad fas, vilket ger flamskyddsmedel med utmärkt prestanda.
2. Intumescent Flame Retardant (IFR)
IFR är ett betydande halogenfritt flamskyddssystem. Dess fördelar jämfört med halogenerade flamskyddsmedel inkluderar låg rökutsläpp och giftfri gasutsläpp under förbränning. Dessutom kan det förkolnade lagret som bildas av IFR absorbera smält, brinnande polymer, vilket förhindrar droppning och brandspridning.
Viktiga komponenter i IFR inkluderar:
- Gaskälla (melaminbaserade föreningar)
- Syrakälla (fosfor-kväve flamskyddsmedel)
- Kolkälla (själva nylonen)
- Synergistiska tillsatser (t.ex. zinkborat, aluminiumhydroxid) och droppdämpande medel.
När massförhållandet mellan fosfor-kväve flamskyddsmedel och melaminbaserade föreningar är:
- Under 1 %: Otillräcklig flamskyddseffekt.
- Över 30 %: Avdunstning sker under bearbetningen.
- Mellan 1–30 % (särskilt 7–20 %): Optimal flamskyddsprestanda utan att påverka bearbetbarheten.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Publiceringstid: 19 augusti 2025
