Introducere în ignifugarea pe bază de azot pentru nailon
Ignifugele pe bază de azot se caracterizează prin toxicitate scăzută, necorozivitate, stabilitate termică și UV, eficiență bună la ignifugare și rentabilitate. Cu toate acestea, dezavantajele lor includ dificultăți de procesare și dispersie slabă în matricea polimerică. Ignifugele pe bază de azot comune pentru nailon includ MCA (cianurat de melamină), melamină și MPP (polifosfat de melamină).
Mecanismul ignifug implică două aspecte:
- Mecanism fizic „sublimare și endotermă”: Agentul ignifug reduce temperatura suprafeței materialului polimeric și îl izolează de aer prin sublimare și absorbție a căldurii.
- Carbonizare catalitică și mecanism intumescent în faza condensată: Agentul ignifug interacționează cu nailonul, promovând carbonizarea și expansiunea directă.
MCA prezintă funcții duble în procesul de ignifugare, promovând atât carbonizarea, cât și spumarea. Mecanismul și eficacitatea ignifugării variază în funcție de tipul de nailon. Studiile asupra MCA și MPP în PA6 și PA66 arată că acești agenți de ignifugare induc reticulare în PA66, dar promovează degradarea în PA6, rezultând o performanță ignifugă mai bună în PA66 decât în PA6.
1. Cianurat de melamină (MCA)
MCA este sintetizat din melamină și acid cianuric în apă, formând un aduct legat de hidrogen. Este un excelent agent ignifug, fără halogeni, cu toxicitate redusă și emisii reduse de fum, utilizat în mod obișnuit în polimerii de nailon. Cu toate acestea, MCA tradițional are un punct de topire ridicat (se descompune și se sublimează peste 400°C) și poate fi amestecat doar cu rășini sub formă de particule solide, ceea ce duce la o dispersie inegală și la dimensiuni mari ale particulelor, ceea ce are un impact negativ asupra eficienței ignifugării. În plus, MCA funcționează în principal în fază gazoasă, rezultând o formare redusă de carbon și straturi de carbon libere, neprotectoare, în timpul arderii.
Pentru a aborda aceste probleme, s-a utilizat tehnologia compozitelor moleculare pentru a modifica MCA prin introducerea unui aditiv ignifug complementar (WEX), care scade punctul de topire al MCA, permițând co-topirea și dispersia ultrafină cu PA6. WEX îmbunătățește, de asemenea, formarea carbonului în timpul arderii, îmbunătățind calitatea stratului de carbon și consolidând efectul ignifug în fază condensată al MCA, producând astfel materiale ignifuge cu performanțe excelente.
2. Intumescent ignifug (IFR)
IFR este un sistem ignifug semnificativ, fără halogeni. Avantajele sale față de ignifuganții halogenați includ emisia redusă de fum și eliberarea de gaze netoxice în timpul arderii. Mai mult, stratul de carbon format de IFR poate absorbi polimerul topit, care arde, prevenind scurgerea și răspândirea focului.
Componentele cheie ale IFR includ:
- Sursă de gaz (compuși pe bază de melamină)
- Sursă de acid (ignifugatori fosfor-azot)
- Sursă de carbon (nailonul în sine)
- Aditivi sinergici (de exemplu, borat de zinc, hidroxid de aluminiu) și agenți anti-picurare.
Când raportul masic dintre ignifuganții fosfor-azot și compușii pe bază de melamină este:
- Sub 1%: Efect ignifug insuficient.
- Peste 30%: Volatilizarea are loc în timpul procesării.
- Între 1%–30% (în special 7%–20%): Performanță optimă ignifugă fără a afecta procesabilitatea.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Data publicării: 19 august 2025
