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尼龍的阻燃途徑主要有:

(1)在復合過程中加入阻燃添加劑;即通過機械混合方法,將阻燃劑加入到聚酰胺中,使其獲得阻燃性。如將一定配比的APP/talc加入PA26中,可獲得UL94V20級阻燃PA26,其優點是使用方便,適用面廣,但對聚合物的使用性能有較大影響。可用于聚酰胺的主要添加型阻燃劑有雙(六氯環戊二烯)環辛烷、多磷酸銨、十溴二苯醚等。使用添加型阻燃劑是目前尼龍阻燃的主要方法；

(2)在聚合物鏈上或表面上接枝或鍵合阻燃基團;即阻燃劑是作為一種反應單體參加反應,并結合到聚酰胺的主鏈或側鏈上去,使聚酰胺本身含有阻燃成分。其特點是穩定性好,毒性小,對材料的使用性能影響小,阻燃性持久,是一種較為理想的方法。但操作和加工工藝復雜,在實際應用中不及添加型阻燃方法普遍。用于聚酰胺的反應型阻燃劑有雙(羥乙基)甲基氧膦、1,3,62三(4,62二氨基222硫基三嗪)己烷和三聚氰酸的混合物等；

(3)與阻燃單體(內酰胺、二元胺或二元酸)進行共聚合作用；

2．用于尼龍的阻燃劑：

鹵系阻燃劑:

  鹵系阻燃劑主要是在氣相延緩或阻止聚合物的燃燒。它在高溫下可產生自由基終止劑鹵化氫(HX),與聚合物燃燒鏈反應中活性物質反應,并降低或消除此種活性游離基,從而減緩或終止氣相燃燒中的鏈式反應達到阻燃目的。另一方面,HX是難燃性氣體,稀釋了氧的濃度,且其相對密度大于空氣在聚合物與氣相間形成氣體保護層。在凝聚相中鹵系阻燃劑還可通過脫水反應形成炭化狀態促進成炭。適用于聚酰胺的氯化阻燃劑主有:saytexEFR25010雙(六氯環戊二烯)環辛烷;溴化阻燃劑主要有:十溴二苯醚(DBDPO)、十四溴二苯氧基苯(say2tex120)鹵系阻燃劑對未增強和增強尼龍均很有效,它可以與協效金屬氧化物、金屬鹽、含磷化合物或成炭劑共同使用。如鹵系阻燃劑與硼酸鋅復配使用,其協同效果與氧化銻大致相當,其主要作用機理為:

2ZnO·3B2O3·3.5H2O+22RX2ZnX2+6BX3+11R2O+3.5H2O;

2ZnO·3B2O3·3.5H2O+22HX2ZnX2+6BX3+14.5H2O；

  反應產生的BX3,ZnX2在氣相中可以捕捉自由基,削弱或消除燃燒的鏈反應;在固相中,促進炭化層生成。高溫下,BX3,ZnX2在可燃物表面形成玻璃狀涂層,隔絕熱氧。反應放出的水份,起到吸熱、降溫、消煙作用。

磷系阻燃劑:

 含磷阻燃劑主要在固相發生作用,受熱分解發生如下變化:磷系阻燃劑→磷酸→偏磷酸→聚偏磷酸。聚偏磷酸是不易揮發的穩定化合物,具有強脫水性,在聚合物表面形成石墨狀碳化膜,使聚合物與空氣隔絕;脫出的水氣吸收大量的熱,使聚合物表面溫度下降。在氣相中,磷系阻燃劑受熱分解釋放出揮發性磷化物,經質譜分析表明,存在PO·游離基,同時火焰中氫原子濃度大大降低,表明PO·捕獲H·,即PO·+·H=HPO[3]。適用于聚酰胺的磷系阻燃劑主要有赤磷、聚磷酸銨、磷胺、磷酸三甲苯酯等。

（1）紅磷：

  紅磷的優點是有效磷含量高,在燃燒時比其它含磷化合物產生更多的磷酸。達到相同的阻燃等級時,紅磷的添加量比其它的阻燃劑更低,使尼龍能較好的保持自身的力學性能。作為阻燃劑的紅磷的主要缺點是它的紅顏色、易燃和通過與水反應生成高毒性的磷化氫(膦)。將普通紅磷進行微膠囊化可避免其缺點[4]。

（2）聚磷酸銨(APP)：

  聚磷酸銨(APP)通過降低聚酰胺的降解溫度、改變最終氣相產物的組成參與了聚酰胺的熱降解過程,同時在聚合物基體上形成蜂窩狀炭化覆蓋層,隔斷兩相界面的熱量和物質傳遞,起到了保護基體的作用由于成炭有流動趨勢,會導致炭層下面的基材暴露,增大了燃燒的危險性。加入一些無機添加劑,如滑石f粉(Talc),MnO2,ZnCO3,CaCO3,Fe2O3,FeO,Al(OH)3等,阻燃效果增加。在APP添

加量為20%的尼龍6中加入以上一種添加劑(約1.5%～3.0%),LOI值從25升至35～47,達

到V20級。

氮系阻燃劑：

  氮系阻燃劑低毒、不腐蝕、對熱和紫外線穩定、阻燃效率好且價廉。缺點是以其阻燃的塑料加工困難,在基材中分散性較差。適用于尼龍的氮系阻燃劑主要有MCA(三聚氰胺-三聚氰酸鹽)、蜜胺(三聚氰胺)、MPP(三聚氰胺磷酸鹽)等。關于其阻燃機理,一方面是“升華吸熱”的物理阻燃方式,即通過阻燃劑的“升華吸熱”降低聚合物材料的表面溫度并隔絕空氣而達到阻燃的目的，另一方面是凝聚相中阻燃劑與尼龍相互催化直接碳化膨脹機理。MCA在阻燃過程中同時表現促進碳化和發泡雙重功能[8]。對于不同的種類的尼龍其阻燃機理略有不同，其阻燃效果也有所不同。

（1）MCA

  MCA是由三聚氰胺和三聚氰酸在水中合成的三聚氰胺-三聚氰酸鹽,是一種靠氫鍵結合的加合物。它是一種優良的阻燃劑,具有無鹵、低毒、低煙等優點,常用于尼龍類高分子材料的阻燃。但傳統的MCA熔點高(400℃以上直接分解和升華),只能以固相粒子形態與樹脂共混復合,因此分散不均勻,分散相尺寸大,影響其阻燃效果;另外,由于MCA主要是氣相阻燃,燃燒過程中材料凝聚相成炭量較低,炭層松散,不能形成致密的保護層,也限制了其阻燃效率的提高。

（2）IFR(膨脹阻燃劑)

  膨脹阻燃劑是重要的一類無鹵阻燃體系.膨脹阻燃劑優于含鹵阻燃劑之處在于其燃燒時煙霧小,而且放出的氣體無害。另外,膨脹阻燃劑生成的炭層可以吸附熔融、著火的聚合物,防止其滴落傳播火災.研究中用于膨脹阻燃劑主要有以下幾種:氣源(三聚氰胺類)、酸源(磷氮阻燃劑)、碳源(PA本身)以及輔助協同阻燃劑如硼酸鋅、氫氧化鋁,還有防滴落劑等,氰胺類的質量比例小于1％時，不能達到阻燃的效果；

來源：宏泰基阻燃材料，宏泰基阻燃劑。轉載請注明出處。

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