Selv om nylon har utmerkede mekaniske og mekaniske egenskaper, er den svært brennbar når det gjelder kjemiske forbrenningsegenskaper, og har også fenomenet smeltedråper under forbrenning, som har en stor grad av sikkerhetspotensialfarer. De vertikale forbrenningsegenskapene til ren nylon ble målt med V-0-karakteren til UL-94, LOI-verdi større enn 24%. Derfor har den nye flammehemmende teknologien til nylon blitt et hett tema som har vekket den vanlige bekymringen for mange forskere over hele verden.
Fig.1
Figur Kilde: Youbian Stock Official nettsted
De siste årene, med den globale miljøvern, er grønn utvikling og ikke-karbon-halogeneringsstemning mer og mer høy, har grønn miljøvernflammehemmende blitt berømmet og anerkjent av alle. Grønn miljøvern flammehemmende med flammehemmende høy effektivitet, ikke-halogenert, ikke-giftig, lav røyk og miljøvern er nå en stor retning i utviklingen av den nye flammehemmende industrien i Kina. Figur 2 er et skjematisk diagram av polymerforbrenningsprosessen.
Fig. 2 Skjematisk diagram over forbrenningsprosessen
Fig. 3 Polypetrokjemisk halogenfri flammehemmende PA66, PA6-kontakter, festemidler
Fig. 4 flammehemmende nylon for Sanyang elektriske kjøretøyer
Ⅰ.typer flammehemmere
Flammehemmende tilsetningsstoffer er flammehemmende stoffer som kan forhindre forbrenningsutbrytning av forbrenningsmaterialer og hemme oppadgående forplantning av forbrenningsflamme.
Opp til den nåværende markedssituasjonen i Kina, er produktene fra ekstra flammehemmende tilsetningsstoffer fremdeles de viktigste produktene som utgjør den nåværende flammehemmende markedsstrukturen i det store og hele, og det er alltid motsetninger i markedsstrukturen i Kina. Selv om teknologien til tilsatt flammehemmende polymermaterialer er enkel sammenlignet med tradisjonelle metoder, kan den i utgangspunktet oppfylle kravene til tradisjonell flammehemmende materialprosess. Derfor er antallet nye typer flammehemmere produsert og produsert mer.
Imidlertid er det lett å forårsake eller påvirke de fysiske og mekaniske egenskapene og prosesseringsegenskapene til materialet som helhet, så vel som forskjellige spesielle anvendelser og sikkerhetsegenskaper, og ofte er det en rekke alvorlige problemer som ujevn distribusjon av spredningsgrad, alvorlige matrikskompatibilitetsdefekter og grensesnittkraft er ikke veldig nær den ideelle verdien.
Egenskapene til reaktive flammehemmere er at de raskt kan oppnå en relativt lav temperatur, relativt holdbar og god stabil reaksjon og flammehemmende effekt i de ovennevnte polymermaterialeblandingene. Videre er toksisitetsgraden av de reaktive materialene relativt lav, og effekten av reaksjonsgrensesnittkraften i de reaktive polymermaterialeblandingene er også liten, men produksjonsprosessen er mer komplisert og ikke lett å betjene.
I henhold til de forskjellige typene elementer i de viktigste flammehemmende stoffene, kan flammehemmere videre deles inn i bromelementserien, Chlorine Element Series, Organophosphorus Series, Organosilicon Calcium Series, Magnesium Series og Metal Aluminum Series. I henhold til klassifiseringen og standarden for om stoffet er redusert til aktiv organisk materiale, kan det generelle stoffet deles inn i generell organisk flammehemmende og vanlig uorganisk flammehemmende.
Fig.5
Figur Kilde: Offisiell nettsted for keiseren
I løpet av de siste to årene har jakten på mer trygg og effektiv, ikke-giftig, lav svart røyk, forurensningsfri produksjon og effektiv ren, støvfri drift av nye flammehemmende produkter gradvis begynt å utvikle seg til en innenlandsk organisk og flammehemmende miljøkjemikalier feltteknologi og utvikling forskning gjennom en av de viktigste trendene.
Ⅱ. Påføringen av flammehemmende i polyamid
1.Uorganisk flammehemmende
Uorganisk flammehemmende middel refererer hovedsakelig til som en semi-naturlig og miljøvernforbindelse tilsetningsstoffer, vil bruken av objekter være veldig bred. For tiden er MG (OH) 2, AL (OH) 3 og andre hydroksider fremdeles en ny type naturlige uorganiske sammensatte flammehemmere som er de viktigste industrielle applikasjonene i Kina.
Tar MG (OH) 2 som et typisk eksempel, har det funksjonene for forbedring, flammehemming og røykundertrykkelse. De viktigste fysiske og flammehemmende oksidasjonsreaksjonsmekanismene er omtrent som følger: den endotermiske kosykoføse reaksjonen av sterk termisk oksidasjon kan realisere den forbigående tverrbindende effekten på mellomliggende overgang fra langsom avkjøling til rask avkjøling av høy temperatur-polymermaterialer.
Samtidig, på grunn av den store mengden lav mettet høy temperatur vanndamp frigjort etter forekomsten av tverrbindingsreaksjon, kan den også oppnå midlertidig oksidasjon og konsentrasjon av en del av brennbare og skadelige gasser, og hemme forbrenningsavbrytningen og forlengelsen av noen produkter i forbrenning av høy temperatur. Samtidig har også den ildfaste organiske metalloksider med høy temperatur som er dekomponert ved oksidasjon, høyere flammehemmende oksidasjonsaktivitet av flammehemmende materialer, som i seg selv vil gjennomgå raske kjemiske endringer i et øyeblikk og produsere sterk termisk oksygen-dissosiasjon og tverrbinding i høy temperaturpolymerløsning.
Overflaten til disse polymermaterialene med høy temperatur kan raskt oksyderes for å danne et tykt lag med ikke-karbonisert film, karbonisert filmoverflate vil raskt og betydelig svekke varmeoverføringseffekten av varmekonveksjon og varme masseoverføringseffekt forårsaket av høy temperatur i flamme og forbrenning, for å endelig spille rollen som varmebevaring, flamme retardant og adiabatisk.
Fig.6 Uorganisk flammehemmende
Den uorganiske typen uorganisk flammehemmende middel tilsatt polymermaterialer er ikke veldig mye for tiden, og fordi det meste av de nåværende organiske polymerflammehemmende materialene først blir lagt til polyamidkomposittmaterialsystemet ved en kjemisk fysisk polymerisasjonsprosess, er under tilstanden av fysisk spredningspolymerisering og organisk polymer ikke veldig full miksing. utviklet og brukt bredere og effektivt.
De vanlige typene av flere nye uorganiske flammehemmende materialer er omtrent fosforsyre, borsyre, natriumfosfat p-ammoniumklorid, natriumboraks og så videre. Jin Xuefen et al. foreslo at to produkter som nylon og nylon 66 ble tilsatt med hypofosfat for å forbedre flammehemmende. Studien fokuserte på de tre komponentene i jernoksyd (Fe2O3) og en serie omfattende faktorer som påvirker forbedringen av flammehemmende og nedbrytningsegenskaper til flammehemmende systemmaterialer og deres effekter.
Gjennom analyse av kjegle kalorimeter data, analyse av pyrolyse -vekttapdata og den komparative analysen av topografi, er det funnet at Fe2O3 har en relativt åpenbar, effektiv og varig flammehemmende effekt på flammehemming av hypofosfat og forbedret PA66 -system, fremme reaksjon og dekomposisjon. Den effektive og varige forbrenningsblokkeringen av det faste porøse karboniserte laget begrenser den raske frigjøringshastighetstoppen på energien til brennbare eller skadelige gassmolekyler, og den raske energioverføringen mellom skadelig gassvarme -molekyler reduserer den raske varmeutløsningshastigheten for forbrytbare eller skadelige gassvarme -molekyler i barrieren.
Fig.7 Nylon flammehemmende middel
Figur Kilde: Offisielt nettsted for Yinyuan nye materialer
Med Exolit Op 1312 ml flammehemmende GRPA66 (glassfiberinnhold på 30%), når mengden flammehemmende er 18%, flammen retardant av UL94V-0, åpen forbrenning d4min flamme-retardant er 50% lavere enn BPS og den materialet-densiteten og CTI-verdien er den samme som den ikke som den ikke er den som er ikke-rp, er den materialet som er den materielle t-ene, og CTI er den samme som er den samme. Substrat, men mye høyere enn med BPS og RP flammehemmende. Strekken og påvirkningsstyrken reduseres med omtrent 20% sammenlignet med ikke-flammehemmende GRPA66, og flammehemmende materialfarge og gjennomsiktighet er bedre. Sammenlignet med BPS og RP flammehemmende GRPA66, for eksempel omfattende vurdering av prosessering, flammehemmende, røyk, mekaniske og elektriske egenskaper, har flammehemmende GRPA66 med eksolit op 1312 M1 åpenbare fordeler.
Med den gradvise økningen av andelen av halogenfrie flammehemmende tilsetningsstoffer, vil flammehemmende styrken til UL94-grad av armerte materialer som nylon 66 bli betydelig økt, og den gjenværende flammetiden vil være betydelig kortere. Når det totale tilsetningsforholdet mellom halogenfri flammehemmende middel bare er omtrent 20% i gjennomsnitt, i det halogenfrie flammehemmende forsterkede materialsystemet, kan flammehemmende ytelse til UL94 av nylon 66 nå nivået av UL94V-0, og den gjennomsnittlige hakket påvirkningsstyrke av ganske enkelt støttede bjelker i mekaniske egenskaper er om 7.5
Levchik et al. Arbeidet avslørte at rød fosfor og en rekke andre flammehemmende tilsetningsstoffer i Nylon 6 har gjensidig fremme flammehemmende effekt og flammehemmende egenskaper.
Lvchicksv la til 3 deler rød fosfor og 1 del av Mg (OH) 2 og andre flammehemmende tilsetningsstoffer i henholdsvis nylon. Det totale innholdet i de to ingrediensene utgjorde 20% ~ 50% av det totale volumet av harpiksmateriale. Det kan sikre at de omfattende tekniske indikatorene på produksjonen og kvaliteten på produktene kan være bedre, og karakteren på flammehemmende egenskaper til materialet kan oppfylle kravene til den internasjonale standarden UL94V-0-nivå, og kravene til CTI-verdien til den kinesiske standarden ikke overstiger eller mindre enn polymeren som genereres av 400V-strømmen til strømforsyningen.
2. Organisk flammehemmende
2.1 fosforflammehemmere
I fosfatesterflammehemmende materialer er det vanligvis delt inn i elementære materialer som inneholder halogenfrie fosfatesterelementer og komposittmaterialer som inneholder halogenfrie fosfatesterkomponenter i henhold til om det vil være alene eller inneholde en liten mengde uorganiske halogenforbindelser.
Fig.8 Fosforflammehemmere
Figur Kilde: Tianyi Chemical nettsted
Ikke-halogenfosfatesterprodukter trenger ikke å inneholde en liten mengde andre halogenelementer alene, og eksisterer ikke i andre flyktige organiske metallhalogenforbindelser som er brennbar i forbrenningsmiljøet med noen forurensning og risikofaktorer. Det har blitt en ny teknologiretning i den raske utviklingen av vitenskap og teknologi innen brannprosessen på hjemmet og til over.
Trifenylpolyfosfat, isotriazol toluensulfonatfosfat, triallelt fosfat og andre ikke-halogen-type polyfosfatderivater har mer enn et dusin av deres viktigste råvarer. Fordi de inneholder mange komponenter, har imidlertid halogenfrie polyfosfatprodukter mange kvalitetsdefekter, for eksempel høy løsningsmiddelvolatilitet, lav varme og lav temperaturytelse og dårlig molekylær kompatibilitetsytelse. Derfor er dens omfattende produksjon og anvendelse i ikke-halogenerte polymerfosfatesterprodukter sterkt begrenset.
Triisopropylfosfat, som vellykket ble utviklet av et stort sveitsisk føderalt selskap i 1968, har de viktigste egenskapene til ultra-lav toksisitet, lav viskositet, luktfri, i tråd med kravene til lysmotstand, grønn miljøvern, ultrafiolett motstand, lav temperaturmotstand og stresssprekker motstand. Forberedelsen og produksjonsprosessen for triisopropylbenzenfosfat er enkel, råstoffkanalene og kildene er brede, det er mye brukt i organisk polymer, uorganisk polymer, naturlig polymer og andre felt av materialprodukter flammehemmende.
Yang Minfen et al. viste at den endelige oksygeninnholdsindeksen økte med økningen av forholdet mellom flammehemmere. Når tilsetningsmengden av bis (2-karboksyetyl) monoheksametylaminfosfat var 6%(massefraksjon), kunne LOI-verdien nå 27,8%UL-94-nivå. Tester viste at når tilsetningsforholdet mellom bis (2-karboksyetyl) monoheksametylaminfosfat var høyere enn 2%(massefraksjon), ble smeltefallfenomenet av flammehemmende nylon 66 betydelig forbedret for å passere V-0-karakteren til UL-94.
Wang Zhangyu et al. la seg til 66 -polymerisasjonen av nylonmonomer og kunne først syntetisere eller screene ut overflødig melamin -polyfosfatmonomer (MPP) for polymerisasjon. Testresultatene viste alle at når den totale mengden MPP i monomeren nådde 25%(massefraksjon) eller over, kan den høyeste verdien av flammehemmende og beskyttelsesegenskap
Fosphorus-flammehemmere har de unike fordelene med ikke-giftig, lavt halogen, lav røyk, miljøvern og ingen tungmetallforurensningsstoffer, og de er de mest uunnværlige blant mange organiske polymerflammehemmere, som gradvis vil bli en ny retning av menneskelig forskning.
2.2 Nitrogentype Flame Retardant
For tiden kan nitrogenflammehemmere brukes mye og brukes på ingeniørapplikasjoner i Kina. Blant hovedtypene av nitrogenflammehemmere, er melaminharpikser og deres tilsvarende derivater de viktigste. En av deres bemerkelsesverdige egenskaper er at deres flammehemming, nedbrytning og forbrenningseffektivitetskoeffisient er høy, helt ufarlig, ikke-giftig og billig.
Fig.9
Figur Kilde: Koon Flame Retardant Materials Official nettsted
Den viktigste oksidasjonsmekanismen for flammehemmere av nitrogentype involverer to til tre hovedgassfasemekanismer: valensoksynitrous forbindelser dekomponerer og oksiderer vanligvis gradvis i forbrenning av høye temperaturflammer og reagerer på NH3 og fritt N2, og frigjør et stort antall ikke-flammer som NO-en som inneholder nitrogen, og frigjør en stor antall som ikke kan redusere nitrogen som ikke er nitkonsert på en stor antall, og som ikke kan redusere nitrogen som ikke er en stor antall, og som ikke kan redusere nitroginen. Absorberende varme for å kjøle seg ned. Nitrogene flammehemmere er en ny type flammehemmere med lav toksisitet, relativt dårlig volatilitet og høy stabilitet.
De viktigste variantene av nitrogenflammehemmere er triazin -sykloketonforbindelser, melaminderivater, etc. Gijsma et al. studerte også at MCA la til polyamid har en betydelig innvirkning på ytelsen til polyamid. Forskningsrapporten viste at: den rimelige tilsetningen av MCA til nylon ikke bare kan løse problemet med dryppbrann forårsaket av nylonbrensel i normalt forbrenningsarbeid, men også spille en god rolle i sin egen flammehemmende ytelse, forbrenningsklasse kan nå UL94V-0, LOI-verdi kan være større enn 31,0%.
Wang Qi et al. Lagt til en ny type høy spredning MCA-polymer (FS-MCA) fremstilt med proprietær teknologi til det flammehemmende nylonplast PA66 for PA66 flamme-retardant, ved bruk av de utmerkede egenskapene til liten bindingsreaksjon mellom partikkellag etter poly FS-MCA, ensartet, fluffy og stabil partikkelstruktur. Den høye effektiviteten og ensartet fin spredning av flammehemmende molekyler i polymer PA66 harpiks kan oppnås, noe som effektivt forbedrer flammehemmende og mekaniske egenskaper til MCA flammehemmende PA66 -system.
Dianluo fremstilte vellykket MCA med lav overflateenergi og strømningsenergi ved overflatebehandling av nylon med lav molekylvekt.
Fig.10 MCA Flame-retardant Nylon Masterbatch
Figur Kilde: Polypetrokjemisk
Sammenlignet med tradisjonell MCA, har modifisert MCA spesielle overflateegenskaper og er lettere å strømme og spre seg i PA66 harpiks. Den modifiserte MCA -flammehemmeligheten tilsatt i PA66 -matrisen har høyere fluiditet, bedre flammehemming og forbedrede mekaniske egenskaper. Derfor kan den forbedrede MCA overvinne ulempene med tradisjonell MCA. Det gir en lovende teknologi, ved å bruke denne modifiserte MCA kan utarbeides utmerket omfattende ytelse av flammehemmende forbedret PA66.
2.3 Fosfor-nitrogenutvidelse Flame Retardant
Prinsippet om ekspansiv flammehemmende middel refererer hovedsakelig til bruk av disse tre helt forskjellige fysiske og kjemiske egenskapene til materialflammehemmende elementer i blokken av materialgass Fortsatt forbrenningsprosessendringer kan også legges til med deres separate komponenter til den flammehemmende materialforbrenningseffekten, for å oppnå en reell stopp av forbrenningsutvidelse av materialgass og kombinasjon. Hovedkomponentene er også fullført av karbonkilde, syrekilde og luftkilde.
Fig.11 Ekspansiv flammehemmende
Figur Kilde: Hongtaiji offisielle nettsted
Karbonkilder, som navnet tilsier, brenner det meste av karbonet i et materials molekylære struktur. Karbonholdige materialer tilhører generelt brennbare materialer. På grunn av de kjemiske egenskapene til selve karbonet, etter nedbrytning i forbrenning av høy temperatur og andre prosesser, oppløses det vanligvis gradvis for å danne et annet karbonlag, som fungerer som en karbonsmeltfall dannet i de gjenværende gassforbrenningsmaterialene etter dekomponering av oksygen til forbrenning og andre prosesser.
Som navnet antyder, refererer syrekilde til det meste av vårt daglige bearbeidede polyfosfat. Noen gassflammehemmere med høy temperatur som inneholder polyfosfatforbindelser, kan utfelle den dannede gasspolyfosfatgassen i prosessen med forbrenningsreaksjon med høy temperatur for å fylle den materialoverflaten som er avhengig av den brennbare polymermaterialet for å effektivt blokkere flammen til flamme-retardant-materialet for å fortsette å brenne ved lav temperatur.
Som navnet tilsier, refererer luftkilden til gassgruppene som er inneholdt i molekylstrukturens skjelett av materialer under forbrenning med lav temperatur, som kan blokkere en inert gass frigitt i prosessen med forbrenning med lav temperatur, for å utvanne den skadelige luften som forblir på overflaten av materialer som er brent ved høy temperatur, for å oppnå den doble flammen på en måte.
Zhang Xujie et al. Utviklet en slags miljøvern, grønt og effektivt fosfor og nitrogen -serie Flame -retardanttilsetningsstoffer kan brukes til sen flammehemmende av flammehemmende nylon. Forbrenningstemperaturen til de sene flammehemmende nylonproduktene produsert ved forberedelse kan nå EU UL94V-0-nivået, som løser det vanlige problemet med å smelte dråper i den sene forbrenningsprosessen til nylonprodukter. På grunn av eksistensen av et stort antall aromatiske hydrokarboner i dette svært effektive flammehemmende strukturelle materialet, vil det imidlertid føre til ekstremt høyt eksplosivt brudd i sen flammehemmende tekstilsystem med nylonprodukter på grunn av den spesielle årsaken til en stor mengde benzenringinnhold. Derfor er det fortsatt mange problemer i formuleringsutformingen av flammehemmende av nitrogen- og fosforforbindelser i vårt land, som må forbedres ytterligere.
Det første oppvarmings- og nedbrytningsreaksjonstemperaturområdet for fosfor - nitrogenutvidelse flammehemmende er generelt omtrent 200 ℃. Vekttapet nådde 5% ved omtrent 240 ℃, og hastighetsområdet for pyrolysereaksjon ved omtrent 378 ℃ var også den største i verden på den tiden. Det endelige resultatet var at når nedbrytningstemperaturområdet var omtrent 600 ℃, kunne den termiske nedbrytningen av flammehemmere fullføres samtidig, og masseretensjonshastigheten kunne nå omtrent 36,5%.
Li Xia et al. Først syntetisert og målte to karboksylgrupper i strukturen til en nitrogen-fosfor-type flammehemmende middel. Etter at folk brukte det, ville den reagere ytterligere med cyklofosfin og dekomponere til et flammehemmende salt, og til slutt syntetiserte en nylon 66 flammehemmende forbindelser.
Den eksperimentelle testen viste også at LOI var mer enn 27,14%, og testresultatet oppnådd ved vertikal forbrenningstest var UL94V-0. Og i den vertikale forbrenningsprosessen vil også se på overflaten av materialet gradvis dannet en myk tett og ensartet tykkelse av karbonisert lag, for å løse den vertikale forbrenningsprosessen med dryppende fenomen. Karbonlaget dannet av fosfor - nitrogenutvidelsesflammehemmende middel er vist på figuren nedenfor.
Ⅲ.Konklusjon og utsikter
Utseendet til halogenfri flammehemmende middel gjør at flammehemmende polyamidprodukter i normal forbrenningsoperasjon ikke vil gi noen stoffer som gir skadelige reaksjoner på menneskekroppen og miljøet igjen. Serien med halogenfri flammehemmende produkter av polyamid har gradvis blitt et populært produkt på markedet. Halogenfri flammehemmere Rød fosfor og cyanursyre er to typer polyamidprodukter med relativt gode markedsførings- og utviklingsutsikter.
Fig.13 Flammethemmant polyamidmateriale
Figur Kilde: DEFU plastnett
Rød fosfor har høy flammehemmende og nedbrytningseffektivitet, slik at det effektivt kan forbedre den iboende varmebestandigheten og lysbuemotstanden til flammehemmende og produktmateriale i seg selv, men for tiden, med tanke på lagrings- og transportmodus for lagring og transport og noen tekniske begrensninger i fargen på produktet, er det sterkt begrenset og påvirket de aktuelle fargeproblemene av dets produkter i N -produktene i N N N -en som er relatert til å transportere den aktuelle fargen.
Fig.14
En annen ny halogenfri flammehemmende som hovedsakelig brukes i polyamid er melamin urat. De viktigste aktive komponentene kan være melaminsaltderivater og fosfatderivater. Selv om de har gode flammehemmende egenskaper, har de dårlig termisk stabilitet. På grunn av sin enkle oksidasjon og fuktighetsabsorpsjon, er den elektriske korrosjonsytelsen til disse produktene relativt dårlig under virkningen av høy temperatur og fuktig miljø i lang tid.
Fig.15 Melamin cyanuric acid
Figur Kilde: Xiucheng Chemical Official nettsted
Selv om flere andre vanlige halogenfrie uorganiske flammehemmende materialer som brukes i denne artikkelen har sin egen egenart og fordeler, har de alle en rekke problemer, for eksempel veldig lav selvflammehemmende effektivitet, dårlig bindingskraft med materialgrensesnittet, stor tilleggsmengde og stor ytelsesreduksjon. Derfor er den flammehemmende effekten av enkelt uorganiske eller organiske flammehemmende tilsetningsstoffer ofte ikke ideell.
Derfor har flere forskere en tendens til å bruke kombinasjonsmetoden til 2 eller til og med mer enn 2 typer flammehemmere for å sammensette flammehemmere med forskjellige egenskaper, og benytte seg av sine egne fordeler for å gi en rekke synergistiske promoterende effekter, for å oppnå en høyere karakter av omfattende flammehemmende ytelse. For tiden er effektiviteten av nitrogen-fosforforbindelse flammehemmende midler høyere, markedsproduksjonsreserven er mer, og produktet er grønt og forurensningsfritt.
Derfor er nitrogen- og fosforflammehemmere også en av de viktigste fremtidige utviklingsretninger innen flammehemming av polymermaterialer i Kina. For tiden har et stort antall nye flammehemmere dukket opp i markedet.
Vi leverer alle slags halogenfrie, fosfor og bromflammehemmere, som er mye brukt av kunder i Europa og USA.
Henvendelser er velkomne når som helst:yihoo@yihoopolymer.com
Post Time: Feb-27-2023