Uvod v zaviralce gorenja na osnovi dušika za najlon

Uvod v zaviralce gorenja na osnovi dušika za najlon

Za zaviralce gorenja na osnovi dušika so značilne nizka toksičnost, nekorozivnost, toplotna in UV stabilnost, dobra učinkovitost zaviranja gorenja ter stroškovna učinkovitost. Vendar pa so njihove pomanjkljivosti težave pri obdelavi in ​​slaba disperzija v polimerni matrici. Med pogoste zaviralce gorenja na osnovi dušika za najlon spadajo MCA (melamin cianurat), melamin in MPP (melamin polifosfat).

Mehanizem zaviranja gorenja vključuje dva vidika:

1. Fizični mehanizem "sublimacije in endotermije": Zaviralec gorenja zniža površinsko temperaturo polimernega materiala in ga izolira od zraka s sublimacijo in absorpcijo toplote.
2. Katalitična karbonizacija in mehanizem intumescentnega delovanja v kondenzirani fazi: Zaviralec gorenja interagira z najlonom, kar spodbuja neposredno karbonizacijo in ekspanzijo.

MCA ima v procesu zaviranja gorenja dvojno funkcijo, saj spodbuja tako karbonizacijo kot penjenje. Mehanizem in učinkovitost zaviranja gorenja se razlikujeta glede na vrsto najlona. Študije MCA in MPP v PA6 in PA66 kažejo, da ti zaviralci gorenja povzročajo zamreženje v PA66, vendar spodbujajo razgradnjo v PA6, kar ima za posledico boljšo učinkovitost zaviranja gorenja v PA66 kot v PA6.

1. Melamin cianurat (MCA)

MCA se sintetizira iz melamina in cianurne kisline v vodi, pri čemer tvori adukt z vodikovimi vezmi. Je odličen zaviralec gorenja brez halogenov, z nizko toksičnostjo in malo dima, ki se pogosto uporablja v najlonskih polimerih. Vendar ima tradicionalni MCA visoko tališče (razpada in sublimira nad 400 °C) in ga je mogoče mešati s smolami le v trdni obliki delcev, kar vodi do neenakomerne disperzije in velikih delcev, kar negativno vpliva na učinkovitost zaviralca gorenja. Poleg tega MCA deluje predvsem v plinski fazi, kar povzroči nizko tvorbo oglja in ohlapne, nezaščitne ogljikove plasti med gorenjem.

Za reševanje teh težav je bila uporabljena molekularna kompozitna tehnologija za modifikacijo MCA z uvedbo komplementarnega dodatka za zaviranje gorenja (WEX), ki zniža tališče MCA, kar omogoča sotaljenje in ultra fino disperzijo s PA6. WEX prav tako izboljša nastajanje oglja med gorenjem, izboljša kakovost ogljikove plasti in okrepi učinek zaviranja gorenja v kondenzirani fazi MCA, s čimer nastanejo materiali za zaviranje gorenja z odličnimi lastnostmi.

2. Intumescentni zaviralec gorenja (IFR)

IFR je pomemben sistem za zaviranje gorenja brez halogenov. Njegove prednosti pred halogeniranimi zaviralci gorenja vključujejo nizke emisije dima in nestrupeno sproščanje plinov med gorenjem. Poleg tega lahko plast oglja, ki jo tvori IFR, absorbira staljeni, goreči polimer, kar preprečuje kapljanje in širjenje ognja.

Ključne komponente IFR vključujejo:

• Vir plina (spojine na osnovi melamina)
• Vir kisline (zaviralci gorenja na osnovi fosforja in dušika)
• Vir ogljika (sam najlon)
• Sinergijski dodatki (npr. cinkov borat, aluminijev hidroksid) in sredstva proti kapljanju.

Ko je masno razmerje zaviralcev gorenja na osnovi fosforja in dušika ter spojin na osnovi melamina:

• Pod 1 %: Nezadosten učinek zaviranja gorenja.
• Nad 30 %: Med obdelavo pride do izhlapevanja.
• Med 1 % in 30 % (zlasti 7 % in 20 %): Optimalna negorljivost brez vpliva na predelavo.

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