Вступ до вогнезахисних речовин на основі азоту для нейлону

Вступ до вогнезахисних речовин на основі азоту для нейлону

Азотні вогнезахисні речовини характеризуються низькою токсичністю, некорозійністю, термостабільністю та стійкістю до ультрафіолету, хорошою вогнезахисною ефективністю та економічною ефективністю. Однак до їхніх недоліків належать труднощі обробки та погана дисперсія в полімерній матриці. До поширених азотних вогнезахисних речовин для нейлону належать MCA (ціанурат меламіну), меламін та MPP (поліфосфат меламіну).

Механізм вогнезахисту включає два аспекти:

1. Фізичний механізм «Сублімація та ендотермія»: вогнезахисна речовина знижує температуру поверхні полімерного матеріалу та ізолює його від повітря шляхом сублімації та поглинання тепла.
2. Каталітична карбонізація та механізм спучування в конденсованій фазі: вогнезахисний матеріал взаємодіє з нейлоном, сприяючи прямій карбонізації та розширенню.

MCA виконує подвійну функцію в процесі вогнезахисту, сприяючи як карбонізації, так і спінюванню. Механізм та ефективність вогнезахисту залежать від типу нейлону. Дослідження MCA та MPP в PA6 та PA66 показують, що ці антипірени викликають зшивання в PA66, але сприяють деградації в PA6, що призводить до кращих вогнезахисних характеристик PA66, ніж у PA6.

1. Ціанурат меламіну (MCA)

МКА синтезується з меламіну та ціанурової кислоти у воді, утворюючи воднево-зв'язаний аддукт. Це чудовий безгалогенний, низькотоксичний та малодимний вогнезахисний матеріал, який зазвичай використовується в нейлонових полімерах. Однак традиційний МКА має високу температуру плавлення (розкладається та сублімується вище 400°C) і може змішуватися зі смолами лише у твердій формі частинок, що призводить до нерівномірного диспергування та великого розміру частинок, що негативно впливає на ефективність вогнезахисного засобу. Крім того, МКА переважно функціонує в газовій фазі, що призводить до низького утворення вуглецю та пухких, незахисних вуглецевих шарів під час горіння.

Для вирішення цих проблем було застосовано технологію молекулярних композитів для модифікації MCA шляхом введення додаткової вогнезахисної добавки (WEX), яка знижує температуру плавлення MCA, забезпечуючи спільне плавлення та надтонке диспергування з PA6. WEX також посилює утворення вуглецю під час горіння, покращуючи якість вуглецевого шару та посилюючи вогнезахисний ефект MCA у конденсованій фазі, тим самим створюючи вогнезахисні матеріали з відмінними характеристиками.

2. Розбухаючий антипірен (IFR)

IFR – це значна безгалогенна вогнезахисна система. Її переваги перед галогенізованими антипіренами включають низьке виділення диму та нетоксичний газ під час горіння. Крім того, шар вугілля, утворений IFR, може поглинати розплавлений, палаючий полімер, запобігаючи капанню та поширенню вогню.

Ключові компоненти IFR включають:

• Джерело газу (склади на основі меламіну)
• Джерело кислоти (фосфорно-азотні антипірени)
• Джерело вуглецю (сам нейлон)
• Синергетичні добавки (наприклад, борат цинку, гідроксид алюмінію) та агенти, що запобігають капанню.

Коли масове співвідношення фосфорно-азотних антипіренів до сполук на основі меламіну становить:

• Нижче 1%: Недостатній вогнезахисний ефект.
• Вище 30%: Випаровування відбувається під час обробки.
• Між 1%–30% (особливо 7%–20%): Оптимальні вогнестійкі властивості без впливу на технологічність.

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