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聚酰胺阻燃剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2016-12-4 14:05:08 |
氰尿酸三聚氰胺是非增强聚酰胺应用的标准聚酰胺阻燃剂，添加剂量和有机膦酸盐相同。但在玻纤增强的聚酰胺中性能只能达到V2，且不可用于PA66，因为在温度超过275°C（PA66的熔融范围约比PA6高出45°C）时就会开始降解。但其电性能良好，部件可做成任何颜色。因此，如果应用对于阻燃性的要求不高，这就是一项高性价比的解决方案。
聚酰胺阻燃剂中的红磷只需7%，就能在含玻纤增强的聚酰胺66中达到V0等级。这是一种可燃粉末，因此通常先做成阻燃母粒再使用。成品的机械和电性能良好，但应注意由于加工时会释放磷化氢，在湿热环境中有时会发生铜导线腐蚀现象。此外，由于红磷本身颜色的局限性，成品的颜色也局限在深红、棕色和黑/灰色。
研究报告表明，三氧化二锑增效的溴化聚苯乙烯是非常突出的解决方案：部件机械性能良好，灼热丝燃点高，且可以着色。但电性能并非最佳，另外对于部件单位重量有要求的应用，添加剂系统密度高也并非优势。一般30%玻纤增强聚酰胺66密度在1.35 g/cm3左右，如含Br/AtO阻燃剂则不接近1.70 g/cm3。消费电子产品对外形的要求比工业电子电气设备高，卤素阻燃剂是一项明显的劣势。
氮系增效的有机膦酸盐添加剂含量低，部件电性能和机械性能高，且可以着色。采用该阻燃体系的30%玻璃强化PA66的密度通常在1.46g/cm3左右。相较于含溴化聚苯乙烯/三氧化二锑的复合物，使用膦酸盐制作注塑部件所需材料的总重量要少14%。
在过去的几年里，发现聚酰胺化合物的热稳定性受到氮增效剂的限制。因此在研发采用不同增效剂的系统方面做出了大量的工作。合适的磷基阻燃增效剂现已投入商业生产。
磷基膦酸盐-磷增效的特点在于加工稳定性的提高。DSC数据表明其加工窗口比P-N系统、红磷和溴化系统要宽。
锥形量热仪测试表明新磷-磷(P-P)体系的热释放速率曲线与磷-氮(P-N)相似。可燃性等级和灼热丝性能也相似。例如，运用Exolit OP1400等系统，V0等级可以达到厚度0.4mm。
磷酸三苯酯tpp生产工艺
三氯氧磷直接法（热法）和三氯化磷间接法（冷法）。
（1）热法 将苯酚溶解在吡啶和无水苯溶剂中，在不超过10℃以下，缓缓加入三氯氧磷，然后在回流湿度下反应3-4h，冷却至室温后，反应物经水洗回收吡啶，用于燥硫酸钠脱水，过滤除硫酸钠，常压下蒸馏回收苯；减压蒸馏收集243-245℃/1.47KPa的馏分，经冷却、结晶、粉碎即得成品。
( 2 ）冷法 将苯酚溶解在吡啶和无水苯溶剂中，然后于40℃下滴加三氯化磷生成亚磷酸三苯酯，继续在70℃下通入氯气生成二氯代磷酸三苯酸，再于80℃下进行水解生成磷酸三苯酯。水解物经水洗、碱中和、浓缩后进行减压蒸馏得成品。精制方法：常含有苯酚、磷酸和酸性磷酸苯酯等杂质。用乙醇或乙醇与溶剂汽油的混合液进行重结晶精制。
Exolit OP 1400的相对漏电起痕指数（CTI）等电性能卓越，因此特别适用于连接器、断路器、开关等使用的聚酰胺，其提高了加工稳定性，没有喷霜，对化合物机械性能的影响可以忽略不计。采用P-P体系阻燃的PA66 GF30复合物产生的氰化氢（HCN）较少，因此烟雾毒性指数远远低于采用P-N阻燃。烟雾密度也较低，因此该体系适用于铁路及其他交通运用。含Exolit OP 1400的玻纤增强聚酰胺，LOI高而烟密度和毒性低，可以达到EN 45545最高安全水平HL 3。
如前所述，聚酰胺66通常要求聚酰胺阻燃剂可耐300°C左右的加工温度，但加工温度也有可能达到340°C的高温。改性时，如果添加剂热稳定性不足，有可能产生聚合物降解、分解产物形成和褪色等种种情况。差示扫描热量计（DSC）分析表明，含磷增效的膦酸盐阻燃剂增强PA66复合物的加工窗口高于其他所有阻燃PA66。
许多改性厂都已经开始生产含Exolit OP 1400的产品。在过去的10年里，无卤助燃剂取得了长足发展，使PA6和PA66成为主要的电子电气部件生产材料，在满足安全法规的同时顺应重要的电子电气设备趋势，特别是薄壁化。这也得以持续稳固聚酰胺聚合物作为性价比最高阻燃复合材料的地位。Exolit 1400将有助于电子电气设备行业不断取得发展。
氢氧化镁是目前发展较快的一种添加型阻燃剂，低烟、无毒、能中和燃烧过程中的酸性、腐蚀性气体，故是一种环保型绿色阻燃剂。其阻燃机理与ATH相似。与ATH相比，Mg(OH),的分解温度比ATH 高1O0—150℃，可用于加工温度高于250℃的工程塑料的阻燃，且还有促进聚合物成炭的作用。但要达到一定的阻燃效果，添加量需要在50％以上，对材料的性能影响很大。为减少聚合物中Mg(OH)2的添加量，一种办法是将Mg(OH)2颗粒细微化，另一种方法是采用包覆技术对Mg(OH) 表面进行改性，以提高其与聚合物的相容性。
氢氧化镁具有烟浓度低的优点，另外其电性能也不错，部件还可以着色。但添加量高也会在加工过程、机械性能和部件密度方面造成问题。
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