紅磷阻燃增強尼龍注射工藝

紅磷阻燃增強尼龍注射工藝

    目前，阻燃尼龍最常用的阻燃體系有四種：（1）鹵素系列，最常用的是十溴聯苯醚/三氧化二銻復合體系，效果十分優異，但是在高聚物的熱裂解和燃燒產物中，含有致癌物多溴代二苯并二惡烷和多溴代二苯并呋喃，使得用場合受到了限制；（2）三聚氰胺鹽系列，簡稱MCA，它是一種新型高效的添加型阻燃劑和潤滑劑，分解物毒性很低，但是對含有玻璃纖維或填料的尼龍基本無阻燃效果，并且有燃燒滴落現象，只能達到V2級[1]；（3）氫氧化鎂系列，是一種低腐蝕性和低發煙量的阻燃劑，但是要達到 V0，添加量要達到60%以上，對產品的機械性能影響很大；（4）紅磷阻燃體系，是目前適用于阻燃增強（填充）尼龍可以達到V0、對機械性能影響相對較小，并且在燃燒過程中的有毒氣體PH3小于0.1 x 10-6（美國政府衛生工作者協會規定值為0.2 x 10-6）[2]。除了顏色為暗紅色的缺點以外，可以認為是一種符合目前高效、低毒發展潮流的優秀阻燃劑品種。

    目前使用的紅磷阻燃劑，大多是所謂的“微膠囊化紅磷”，或叫“包覆紅磷”，系在紅磷表面包覆一層或幾層保護膜。例如，先在紅磷上包覆一層AL(OH)3、Zn(OH)2等無機層，再包覆一層酚醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂或環氧樹脂等有機層，然后再和聚酰胺混合制成母料來使用。這樣不僅可以防止紅磷顆粒與氧和水接觸而產生PH3，減少燃燒，而且能改善紅磷和樹脂的相容性，提高制品的物理-機械性能。

    這種“包覆紅磷”的加工使用溫度，一般來說是由包覆層的樹脂特性來決定的，如果包覆層的耐溫等級高，可以使用較高的加工溫度，否則只能低溫加工。目前市售的紅磷母料大都是按用量最大的PA6和PA66來設計制作的，所以在260-270℃的情況下加工不會有任何問題的。但是超過此溫度，特別是加工溫度達到300℃或更高時，在注射加工的“放空注射”操作中將會出現噴火、大量產生煙霧的情況[5]。

解決“噴火”的根本辦法之一是改變“微膠囊化”包覆層的樹脂類型，使之在耐溫和熔體黏度上適合高溫加工，也就是說，在高溫下包覆樹脂仍能很好的“包覆”紅磷顆粒不讓其與空氣接觸。另一種辦法就是適當的改變注射工藝參數、調整配方，達到順利加工之目的。