Введение в азотные огнезащитные составы для нейлона

Введение в азотные огнезащитные составы для нейлона

Азотсодержащие антипирены характеризуются низкой токсичностью, некоррозионностью, термической и УФ-стабильностью, хорошей огнестойкостью и экономичностью. Однако к их недостаткам относятся сложности в обработке и плохая дисперсия в полимерной матрице. К распространенным азотсодержащим антипиренам для нейлона относятся MCA (меламинцианурат), меламин и MPP (меламинполифосфат).

Механизм огнезащиты включает в себя два аспекта:

1. Физический механизм «сублимации и эндотермического процесса»: антипирен снижает температуру поверхности полимерного материала и изолирует его от воздуха за счет сублимации и поглощения тепла.
2. Каталитическая карбонизация и механизм вспучивания в конденсированной фазе: антипирен взаимодействует с нейлоном, способствуя прямой карбонизации и расширению.

MCA выполняет двойную функцию в процессе огнезащиты, способствуя как карбонизации, так и пенообразованию. Механизм и эффективность огнезащиты варьируются в зависимости от типа нейлона. Исследования MCA и MPP в PA6 и PA66 показывают, что эти антипирены вызывают сшивание в PA66, но способствуют деградации в PA6, что приводит к лучшим огнезащитным свойствам PA66, чем PA6.

1. Меламинцианурат (МКА)

MCA синтезируется из меламина и циануровой кислоты в воде с образованием аддукта, связанного водородными связями. Это превосходный безгалогенный, малотоксичный и малодымный антипирен, широко используемый в нейлоновых полимерах. Однако традиционный MCA имеет высокую температуру плавления (разложение и сублимация происходят выше 400 °C) и может смешиваться со смолами только в виде твердых частиц, что приводит к неравномерному распределению и большому размеру частиц, что негативно сказывается на эффективности огнезащиты. Кроме того, MCA в основном действует в газовой фазе, что приводит к низкому образованию коксового остатка и рыхлым, не защищающим углеродным слоям во время горения.

Для решения этих проблем была применена технология молекулярных композитов для модификации MCA путем введения дополнительной огнезащитной добавки (WEX), которая снижает температуру плавления MCA, обеспечивая совместное плавление и ультратонкое диспергирование с PA6. WEX также усиливает образование коксового остатка во время горения, улучшая качество углеродного слоя и усиливая огнезащитный эффект MCA в конденсированной фазе, тем самым создавая огнезащитные материалы с превосходными характеристиками.

2. Вспучивающийся огнезащитный состав (IFR).

IFR — это значимая безгалогенная система огнезащиты. Ее преимущества перед галогенированными огнезащитными составами включают низкое дымообразование и нетоксичное выделение газов при горении. Кроме того, образующийся при использовании IFR слой обугливания способен поглощать расплавленный, горящий полимер, предотвращая капание и распространение огня.

Ключевые компоненты IFR включают в себя:

• Источник газа (соединения на основе меламина)
• Источник кислоты (фосфорно-азотные антипирены)
• Источник углерода (сам нейлон)
• Синергетические добавки (например, борат цинка, гидроксид алюминия) и противокапельные агенты.

Когда массовое соотношение фосфорно-азотных антипиренов к соединениям на основе меламина составляет:

• Менее 1%: Недостаточный огнезащитный эффект.
• При содержании CO2 выше 30%: испарение происходит в процессе обработки.
• В диапазоне от 1% до 30% (особенно от 7% до 20%): оптимальные огнезащитные свойства без влияния на технологичность процесса.

  More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com