摘要：介紹英國Presafer公司玻纖增強尼龍和聚酯專用無鹵阻燃劑的特點、組成、應用範圍及應用實例。EPFR係列玻纖增強專用無鹵阻燃劑分為兩類，第一類應用於玻纖尼龍；第二類應用於玻纖聚酯。以上EPFR係列磷氮膨脹型環保阻燃劑具有無紅磷、低煙、低毒、高效、相容性好、對基材性能影響小等優點。
關鍵詞：玻纖尼龍 玻纖聚酯 無鹵阻燃劑
新進展：出於對生命的尊重，越來越多負責任的製造商開始選用無鹵阻燃材料。這些負責任的製造商需要阻燃達到UL94-V0，滿足灼熱絲要求，各種性能優越，價格合適的無鹵阻燃玻纖增強尼龍和無鹵阻燃玻纖增強聚酯。
目前阻燃劑用於玻纖增強尼龍和聚酯存在的問題：
1．含鹵阻燃體係
其(qi)中(zhong)最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)也(ye)是(shi)在(zai)國(guo)外(wai)應(ying)用(yong)最(zui)廣(guang)的(de)一(yi)種(zhong)就(jiu)是(shi)溴(xiu)化(hua)苯(ben)乙(yi)烯(xi)聚(ju)合(he)物(wu)，它(ta)具(ju)有(you)極(ji)其(qi)優(you)越(yue)的(de)熱(re)穩(wen)定(ding)性(xing)，並(bing)且(qie)由(you)於(yu)它(ta)與(yu)尼(ni)龍(long)是(shi)熔(rong)融(rong)可(ke)混(hun)的(de)，因(yin)而(er)在(zai)加(jia)工(gong)過(guo)程(cheng)中(zhong)具(ju)有(you)很(hen)好(hao)的(de)流(liu)動(dong)性(xing)。此(ci)外(wai)，用(yong)它(ta)製(zhi)備(bei)的(de)阻(zu)燃(ran)尼(ni)龍(long)還(hai)具(ju)有(you)優(you)越(yue)的(de)電(dian)性(xing)能(neng)和(he)較(jiao)好(hao)的(de)物(wu)理(li)機(ji)械(xie)性(xing)能(neng)。這(zhe)種(zhong)阻(zu)燃(ran)劑(ji)的(de)局(ju)限(xian)性(xing)在(zai)於(yu)光(guang)穩(wen)定(ding)性(xing)較(jiao)差(cha)，與(yu)尼(ni)龍(long)尚(shang)不(bu)能(neng)完(wan)全(quan)相(xiang)容(rong)，且(qie)其(qi)成(cheng)本(ben)與(yu)目(mu)前(qian)國(guo)內(nei)應(ying)用(yong)較(jiao)廣(guang)的(de)十(shi)溴(xiu)聯(lian)苯(ben)醚(mi)相(xiang)比(bi)也(ye)較(jiao)高(gao)。
目(mu)前(qian)在(zai)國(guo)內(nei)應(ying)用(yong)最(zui)廣(guang)的(de)阻(zu)燃(ran)劑(ji)就(jiu)是(shi)十(shi)溴(xiu)聯(lian)苯(ben)醚(mi)，由(you)於(yu)其(qi)較(jiao)高(gao)的(de)溴(xiu)含(han)量(liang)而(er)對(dui)尼(ni)龍(long)具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)阻(zu)燃(ran)效(xiao)率(lv)，是(shi)最(zui)經(jing)濟(ji)的(de)一(yi)種(zhong)阻(zu)燃(ran)劑(ji)。但(dan)由(you)於(yu)它(ta)是(shi)一(yi)種(zhong)填(tian)料(liao)型(xing)阻(zu)燃(ran)劑(ji)，因(yin)而(er)對(dui)加(jia)工(gong)流(liu)動(dong)性(xing)及(ji)產(chan)品(pin)的(de)物(wu)理(li)機(ji)械(xie)性(xing)能(neng)有(you)很(hen)大(da)的(de)負(fu)麵(mian)影(ying)響(xiang)。尤(you)其(qi)在(zai)電(dian)器(qi)連(lian)接(jie)件(jian)等(deng)產(chan)品(pin)結(jie)構(gou)日(ri)益(yi)複(fu)雜(za)的(de)今(jin)天(tian)，對(dui)樹(shu)脂(zhi)的(de)加(jia)工(gong)流(liu)動(dong)性(xing)要(yao)求(qiu)也(ye)日(ri)益(yi)提(ti)高(gao)。流(liu)動(dong)性(xing)差(cha)的(de)樹(shu)脂(zhi)根(gen)本(ben)無(wu)法(fa)滿(man)足(zu)加(jia)工(gong)小(xiao)而(er)複(fu)雜(za)零(ling)件(jian)的(de)要(yao)求(qiu)，因(yin)此(ci)可(ke)以(yi)想(xiang)象(xiang)這(zhe)類(lei)填(tian)充(chong)型(xing)阻(zu)燃(ran)劑(ji)很(hen)難(nan)應(ying)用(yong)在(zai)高(gao)檔(dang)領(ling)域(yu)，此(ci)外(wai)，其(qi)熱(re)穩(wen)定(ding)性(xing)和(he)光(guang)穩(wen)定(ding)性(xing)也(ye)較(jiao)差(cha)。
近(jin)幾(ji)年(nian)來(lai)，人(ren)們(men)開(kai)發(fa)的(de)在(zai)尼(ni)龍(long)和(he)聚(ju)酯(zhi)阻(zu)燃(ran)方(fang)麵(mian)使(shi)用(yong)的(de)一(yi)種(zhong)新(xin)阻(zu)燃(ran)劑(ji)為(wei)十(shi)溴(xiu)二(er)苯(ben)乙(yi)烷(wan)，它(ta)與(yu)十(shi)溴(xiu)聯(lian)苯(ben)醚(mi)具(ju)有(you)相(xiang)同(tong)的(de)溴(xiu)含(han)量(liang)和(he)同(tong)樣(yang)高(gao)的(de)阻(zu)燃(ran)效(xiao)率(lv)，此(ci)外(wai)，它(ta)還(hai)具(ju)有(you)較(jiao)好(hao)的(de)熱(re)穩(wen)定(ding)性(xing)和(he)光(guang)穩(wen)定(ding)性(xing)。其(qi)局(ju)限(xian)性(xing)在(zai)於(yu)它(ta)與(yu)十(shi)溴(xiu)聯(lian)苯(ben)醚(mi)一(yi)樣(yang)同(tong)屬(shu)填(tian)料(liao)型(xing)阻(zu)燃(ran)劑(ji)，與(yu)聚(ju)合(he)物(wu)相(xiang)容(rong)性(xing)較(jiao)差(cha)，因(yin)而(er)加(jia)工(gong)流(liu)動(dong)性(xing)和(he)製(zhi)品(pin)的(de)物(wu)理(li)機(ji)械(xie)性(xing)能(neng)較(jiao)差(cha)。
2 ．無鹵阻燃體係
紅磷是在尼龍和聚酯中應用較廣的無鹵阻燃劑之一，具有添加量少、用(yong)途(tu)廣(guang)泛(fan)等(deng)優(you)點(dian)。普(pu)通(tong)紅(hong)磷(lin)易(yi)吸(xi)潮(chao)，與(yu)高(gao)分(fen)子(zi)材(cai)料(liao)相(xiang)容(rong)性(xing)差(cha)，特(te)別(bie)容(rong)易(yi)引(yin)起(qi)自(zi)燃(ran)，不(bu)能(neng)實(shi)際(ji)使(shi)用(yong)。微(wei)膠(jiao)囊(nang)化(hua)紅(hong)磷(lin)阻(zu)燃(ran)劑(ji)，降(jiang)低(di)了(le)紅(hong)磷(lin)的(de)活(huo)性(xing)，解(jie)決(jue)了(le)相(xiang)容(rong)性(xing)，紅(hong)磷(lin)含(han)量(liang)在(zai)85％左右，但自燃問題沒有得到有效解決，粉塵汙染嚴重。紅磷母粒是紅磷與氫氧化鋁、膨脹型石墨等無機阻燃劑複配使用、以基體樹脂為載體的暗紅色粒子，安全問題得到了解決。該阻燃體係低煙、阻燃效率高；無粉塵汙染，加工性能優異；低密度、熱穩定性好、製品物理性能下降少；加工過程中不起霜、不遷移、不腐蝕模具。特別是製品具有高耐漏電痕跡指數（CTI），在電子電器應用上優勢明顯。紅磷母粒的最主要缺點是色調問題，除了暗紅和黑色外，無法賦予製品更多的顏色選擇。
聚磷酸銨(APP)具有含磷量高，添加量少等特點，也被用於阻燃尼龍和聚酯的製備，但APP的主要缺點是吸濕性強，熱穩定性不高（在230℃時就有脫NH3過程發生），在尼龍和聚酯的加工過程中易分解，導致製品發泡變色。
多聚三聚氰胺磷酸鹽（MPP）是另一類廣泛應用於尼龍和聚酯阻燃的環保型阻燃劑，分子鏈結構與APP相似，主要是用分子量比較大的三聚氰胺取代側基中NH4＋，因此提高了其熱穩定性能，但造成MPP的磷含量較低。通過實驗發現，25%的MPP隻能使玻纖增強PA66 的氧指數提高5.5%，而垂直燃燒性能幾乎沒有改善，因此應用於阻燃PA66，需添加更多的MPP，造成對樹脂力學性能的嚴重下降。 三聚氰胺氰尿酸鹽（MCA）也常用於尼龍和聚酯阻燃，其特點是低毒、無腐蝕、對熱和紫外線穩定，然而以其阻燃的尼龍和聚酯，燃燒時融滴厲害，對玻纖增強尼龍和聚酯的阻燃性較差，無法達到UL94-V0級，製品在潮濕環境下電性能也不佳，而且在基材中分散性不好，加工困難。
無機阻燃劑（如氫氧化鎂等）具有低毒、低腐蝕和低煙等優點，但用於尼龍和聚酯時，加工過程中容易脫結晶水，因而不宜采用。
次膦酸鹽阻燃劑（如Exolit 1312和Exolit 1240）用於玻纖增強阻燃尼龍和聚酯的各種性能相對比較優越，但是其價格是普通阻燃劑3-5倍，而使玻纖增強阻燃尼龍和聚酯的價格非常昂貴，目前沒有廣泛用於常規玻纖增強阻燃尼龍和聚酯製品中。
EPFR係列中磷氮環保玻纖增強無鹵阻燃劑的特點及應用：
英國Presafer公司新近推出了EPFR係列氮磷環保玻纖增強無鹵阻燃劑，根據不同的應用範圍劃分為兩類。
1． EPFR-200A主要應用於玻纖增強PA66。
①EPFR-200A有高的熱穩定性。其起始分解溫度達到320℃以上，能夠滿足苛刻的尼龍加工和注塑條件，不會出現擠出過程中發泡，阻燃劑降解，擠出粒子變色等現象。
②EPFR-200A經過特殊表麵處理。易於在尼龍中分散並與尼龍相容，使增強尼龍在保持阻燃性能的條件下，依然能夠保持優異的力學性能。
③EPFR-200A具有良好的電性能，能夠滿足增強尼龍在電子電器等領域方麵的應用。
④EPFR-200A具有良好的阻燃性能，能夠滿足UL94-V0，灼熱絲等不同測試標準要求。
2． EPFR-300A主要應用於玻纖增強PBT。
①EPFR-300A有較高熱穩定性。其起始分解溫度達到280℃以上，能夠滿足苛刻的聚酯加工和注塑條件，不會出現擠出過程中發泡，阻燃劑降解，擠出粒子變色等現象。
②EPFR-300A經過特殊表麵處理。易於在聚酯中分散與聚酯相容，使增強聚酯在保持阻燃性能的條件下，依然能夠保持優異的力學性能。
③EPFR-300A具有良好的電性能。CTI達到600V，能夠滿足玻纖增強聚酯在電子電器等領域方麵的應用。
④EPFR-300A具有良好的阻燃性能，添加相應的阻燃劑份數能夠滿足UL94-V0（0.75mm和1.5mm）、灼熱絲等不同測試標準要求。
加工和成型過程中需要注意的問題：
1．原料在加工前需要預先幹燥。經幹燥至水分含量在0.1%以下可以繼續使用。
2. 選(xuan)擇(ze)盡(jin)可(ke)能(neng)溫(wen)和(he)的(de)加(jia)工(gong)條(tiao)件(jian)。在(zai)保(bao)證(zheng)原(yuan)料(liao)與(yu)粉(fen)體(ti)混(hun)合(he)均(jun)勻(yun)，玻(bo)纖(xian)順(shun)利(li)加(jia)入(ru)的(de)前(qian)提(ti)下(xia)，盡(jin)量(liang)用(yong)較(jiao)低(di)的(de)溫(wen)度(du)和(he)較(jiao)弱(ruo)的(de)剪(jian)切(qie)條(tiao)件(jian)下(xia)進(jin)行(xing)加(jia)工(gong)。其(qi)中(zhong)EPFR-300A在PBT中加工溫度盡量在220℃左右。
3. 增韌劑的選擇十分關鍵。優秀的增韌劑不僅僅提高材料的韌性，同時能夠提高粉體與材料的相容性，大大改善材料的其它各項性能。
4. 玻bo纖xian的de選xuan擇ze非fei常chang重zhong要yao。由you於yu玻bo纖xian在zai材cai料liao中zhong的de添tian加jia份fen數shu非fei常chang大da，玻bo纖xian與yu材cai料liao相xiang容rong性xing的de好hao壞huai決jue定ding了le材cai料liao的de各ge項xiang性xing能neng，因yin此ci優you先xian選xuan擇ze偶ou聯lian劑ji表biao麵mian處chu理li的de短duan纖xian，當dang然ran長chang纖xian也ye可ke以yi選xuan用yong。
5. 其它助劑的選擇。加入適當的成核劑，有助於材料的結晶速度和形態，改善材料的各項性能；加入適當的抗氧劑，有助於預防加工過程中材料的黃變；加入適當的功能添加劑，有助於材料各項性能的調整和改善。
6. 注塑過程條件。在滿足成型前提條件下，盡量用溫和的溫度和合適的壓力進行注塑。此外，EPFR-300A與其它阻燃劑複配需要慎重。
結語：對比目前應用於市麵上的各種阻燃劑，EPFR-200A應用於玻纖增強PA66與EPFR-300A應用於玻纖增強PBT具有以下優點：①高效的阻燃性能；②良好的加工性能；③優秀的顏色穩定性；④優異的機械性能；⑤高的熱穩定性；⑥合理的價格。 |