Il nylon (poliammide, PA) è una plastica di ingegneria ad alte prestazioni ampiamente utilizzata in elettronica, automotive, tessile e altri campi.La modifica dei ritardanti di fiamma del nylon è particolarmente importante.Di seguito è riportata una progettazione e una spiegazione dettagliate delle formulazioni ritardanti la fiamma in nylon, che coprono sia le soluzioni ritardanti la fiamma alogenate che quelle prive di alogen.
1Principi di progettazione della formulazione ignifuga in nylon
La progettazione delle formulazioni ritardanti la fiamma in nylon deve rispettare i seguenti principi:
- Alto ritardamento della fiamma: soddisfa le norme UL 94 V-0 o V-2.
- Performance del trattamento: I ritardanti di fiamma non dovrebbero influenzare in modo significativo le proprietà di lavorazione del nylon (ad esempio, fluidità, stabilità termica).
- Proprietà meccaniche: L'aggiunta di ritardanti di fiamma dovrebbe ridurre al minimo l'impatto sulla resistenza, la robustezza e la resistenza all'usura del nylon.
- Amico dell'ambiente: dare la priorità ai ritardanti di fiamma privi di alogeni per rispettare le normative ambientali.
2. formulazione di nylon alogenato ignifuge
I ritardanti di fiamma alogenati (ad esempio i composti bromati) interrompono le reazioni a catena di combustione rilasciando radicali alogeni, offrendo un'elevata efficienza ritardante di fiamma.
Formulazione Composizione:
- Resina di nylon (PA6 o PA66): 100 phr
- Ritardante della fiamma bromato: 10 ̊20 phr (ad esempio, decabromodifenil etano, polistirolo bromato)
- Trioossido di antimonio (sinergista): 3·5 phr
- Lubrificante: 1 ′2 phr (ad esempio, stearato di calcio)
- Antiossidante: 0,5 ‰ 1 phr (ad esempio, 1010 o 168)
Passi di elaborazione:
- Premix resina di nylon, ritardante di fiamma, sinergista, lubrificante e antiossidante uniformemente.
- Fondersi con un'estruttore a due viti e pelletizzare.
- Controllare la temperatura di estrusione a 240 ∼ 280 °C (adeguata in base al tipo di nylon).
Caratteristiche:
- Vantaggi: elevata efficienza del ritardatore di fiamma, basso contenuto di additivi, convenienza.
- Svantaggi: potenziale rilascio di gas tossici durante la combustione, problemi ambientali.
3. Formulazione di nylon ignifuge senza alogeni
I ritardanti della fiamma privi di alogeni (ad esempio idrossidi a base di fosforo, azoto o inorganici) funzionano attraverso reazioni endotermiche o formazione di uno strato protettivo.offrire prestazioni ambientali migliori.
Formulazione Composizione:
- Resina di nylon (PA6 o PA66): 100 phr
- Ritardante della fiamma a base di fosforo: 10 ̊15 phr (ad esempio polifosfato di ammonio APP o fosforo rosso)
- Ritardante della fiamma a base di azoto: 5 ̊10 phr (ad esempio, melammina cianurato MCA)
- Idrossido inorganico: 20 ̊30 phr (ad esempio idrossido di magnesio o idrossido di alluminio)
- Lubrificante: 1 ′2 phr (ad esempio, stearato di zinco)
- Antiossidante: 0,5 ‰ 1 phr (ad esempio, 1010 o 168)
Passi di elaborazione:
- Mescolare la resina di nylon, il ritardante di fiamma, il lubrificante e l'antiossidante uniformemente.
- Fondersi con un'estruttore a due viti e pelletizzare.
- Controllare la temperatura di estrusione a 240 ∼ 280 °C (adeguata in base al tipo di nylon).
Caratteristiche:
- Vantaggi: rispettoso dell'ambiente, senza emissioni di gas tossici, conforme alle normative.
- Svantaggi: minore efficienza del ritardatore di fiamma, maggiori quantità di additivi, potenziale impatto sulle proprietà meccaniche.
4Considerazioni chiave nella progettazione della formulazione
(1) Selezione del ritardante di fiamma
- Ritenuti di fiamma alogenati: elevata efficienza, ma presentano rischi per l'ambiente e la salute.
- Ritardanti di fiamma privi di alogene: rispettoso dell'ambiente, ma richiede quantità maggiori e può influenzare le prestazioni del materiale.
(2) Uso di sinergisti
- Trioossido di antimonio: Funziona in sinergia con ritardanti di fiamma alogenati per migliorare la ritardanza della fiamma.
- Sinergia fosforo-azoto: nei sistemi privi di alogeni, i ritardanti di fiamma a base di fosforo e azoto possono produrre sinergie per migliorare l'efficienza.
(3) Dispersione e trasformabilità
- Dispersanti: assicurare una dispersione uniforme dei ritardanti di fiamma per evitare elevate concentrazioni localizzate.
- Lubrificanti: migliorare la fluidità di lavorazione e ridurre l'usura delle attrezzature.
(4) Antiossidanti
Prevenire la degradazione dei materiali durante la lavorazione e migliorare la stabilità del prodotto.
5Applicazioni tipiche
- Elettronica: componenti ignifughi come connettori, interruttori e prese.
- Autoveicoli: prodotti ignifughi quali le coperture del motore, le imbracature e i componenti interni.
- Prodotti tessili: fibre e tessuti ignifughi.
6- Raccomandazioni per l'ottimizzazione della formulazione
(1) Miglioramento dell'efficienza del ritardante di fiamma
- Miscelazione di ritardanti di fiamma: sinergie alogeno-antimonio o fosforo-azoto per migliorare le prestazioni.
- Nanotardenti di fiamma: ad esempio, idrossido di magnesio nano o argilla nano, per migliorare l'efficienza e ridurre le quantità di additivi.
(2) Miglioramento delle proprietà meccaniche
- Tensilatori: ad esempio, POE o EPDM, per migliorare la robustezza e la resistenza agli urti.
- Fabbricazione a partire da prodotti della voce 8528: per esempio, fibra di vetro, per migliorare la resistenza e la rigidità.
(3) Riduzione dei costi
- Ottimizzare i rapporti di ritardo della fiamma: ridurre al minimo l'utilizzo, pur rispettando i requisiti di ritardamento delle fiamme.
- Selezionare materiali economicamente convenienti: ad esempio, ritardanti di fiamma domestici o miscelati.
7- Requisiti ambientali e normativi
- Ritenuti di fiamma alogenati: limitato da RoHS, REACH, ecc., che richiede un uso cauto.
- Ritardanti di fiamma privi di alogene: conforme alle normative, che rappresenta le tendenze future.