高灼热尼龙材料——上海日之升.docxVIP

高灼热丝尼龙材料聚酰胺俗称尼龙（PA），是分子主链上含有重复酰胺基团（－NHCO－）的热塑性树脂总称。尼龙因具有良好的力学性能、电性能、耐热性、韧性、耐油性、耐磨性、自润滑性、耐化学药品性等优良性能，广泛的应用于各个领域。 但未经改性的尼龙其阻燃性能较差，其垂直燃烧只能达到UL94 V-2级，氧指数为24左右，并且在燃烧过程中产生滴落，属于易燃材料，在使用过程中极易引发火灾。尤其是在电子产品领域，因尼龙而引发的火灾不计其数，造成损失较大，因此，对其的阻燃改性成为当今学术界与工业界共同关注与攻关的课题。在电子电气领域，IEC 60335要求所有可能被引燃或传播火焰的非金属材料应经受至少550℃的灼热丝测试或具有HB40等级。当材料的可燃性额定等级不能被确认时，及针焰测试不被采用时，IEC标准要求靠近或支撑载流连接件的部件在更高的温度下进行灼热丝测试。对于某些领域更是要求GWIT达到850℃。阻燃剂的加入可能导致尼龙冲击强度、弯曲强度等力学性能下降。但随着对各种工程塑料的要求越来越高，在满足制品阻燃性能的同时，对尼龙进行增强、增韧改性等。高灼热丝尼龙材料对于提高灼热丝机理的探讨玻纤增强阻燃尼龙材料根据笔者的实验，在玻纤增强体系中采用溴+锑+氮磷复配体系可以做到GWIT 870℃，性能均衡。我们研究认为，灼热丝实验不同于UL94(明火)测试，在高温的灼热丝（“暗火”）探头接触材料时，发生一系列复杂的化学过程，主要作用首先是氮磷及溴锑在高温的热作用下产生大量不然气体（N2，SbBr3等）稀释可燃性气体浓度，同时降低热的灼热丝的温度，然后由于玻纤在树脂中形成致密的网络结构，灼热丝与材料紧密接触，此时利用膨胀型阻燃剂的加入形成牢固、致密的碳层（如图一），起到阻隔氧气进入、阻隔可燃性气体放出、隔热的作用。故固相阻燃是玻纤增强阻燃材料主要作用。高灼热丝非增强材料对于非增强体系，相对于玻纤增强材料由于无玻纤作用，树脂材料比较“松散”，单纯依靠传统的成碳机理很难达到高GWIT目的，我们研究认为，在这一体系中，主要利用气相阻燃机理，加入如MCA类氮磷系阻燃剂，遇到热接触作用时产生大量的气体，迅速降低灼热丝周边温度，同时接触部位形成一个“空洞”（如图二）后脱离热源的直接接触，在材料“空洞”的周围由于磷系阻燃剂的成焦作用，燃烧时生成偏磷酸盐脱水作用下，构成牢固的、致密的碳层进一步阻止了材料起燃。而且由于此机理不依赖于成碳作用，加入聚烯烃类相容剂增韧改性也不会影响材料的灼热丝性能，此种方法拓宽了材料的应用范围。性能ASTM:ItemUnitConditionA015(850)AV2025TSMPa23C50%RH10568EL%2.515FSMPa16095FMMPSJ/M无缺口（常温）缺口（常温）10558密度g/㎝31.581.23硬度R120GWIT℃870870阻燃级别V0V2小结提高阻燃尼龙材料的灼热丝温度，增强材料与非增强材料的主要适用机理不同。增强材料偏重于固相成碳作用，非增强材料中气相阻燃起主导作用。在非增强材料中，利用气相作用机理，由于不受聚烯烃类弹性体影响成碳作用的限制，对于韧性有较高要求的制件，可以加入POE接枝物增韧作用，拓宽了产品的应用范围。