Introdución aos retardantes de chama a base de nitróxeno para nailon

Introdución aos retardantes de chama a base de nitróxeno para nailon

Os retardantes de chama a base de nitróxeno caracterízanse pola súa baixa toxicidade, non corrosividade, estabilidade térmica e UV, boa eficiencia retardante de chama e rendibilidade. Non obstante, as súas desvantaxes inclúen dificultades de procesamento e mala dispersión na matriz polimérica. Os retardantes de chama a base de nitróxeno comúns para o nailon inclúen MCA (cianurato de melamina), melamina e MPP (polifosfato de melamina).

O mecanismo ignífugo implica dous aspectos:

1. Mecanismo físico de "sublimación e endotérmica": o retardante de chama reduce a temperatura superficial do material polimérico e o illa do aire mediante a sublimación e a absorción de calor.
2. Carbonización catalítica e mecanismo intumescente na fase condensada: o retardante de chama interactúa co nailon, promovendo a carbonización e expansión directas.

O MCA presenta unha dobre función no proceso ignífugo, promovendo tanto a carbonización como a formación de escuma. O mecanismo e a eficacia do ignífugo varían dependendo do tipo de nailon. Os estudos sobre o MCA e o MPP en PA6 e PA66 revelan que estes ignífugos inducen a reticulación en PA66 pero promoven a degradación en PA66, o que resulta nun mellor rendemento ignífugo en PA66 que en PA6.

1. Cianurato de melamina (MCA)

O MCA sintetízase a partir de melamina e ácido cianúrico en auga, formando un aduto con pontes de hidróxeno. É un excelente retardante de chama libre de halóxenos, de baixa toxicidade e baixa emisión de fume, que se usa habitualmente en polímeros de nailon. Non obstante, o MCA tradicional ten un punto de fusión alto (descompóñese e sublima por riba dos 400 °C) e só se pode mesturar con resinas en forma de partículas sólidas, o que leva a unha dispersión desigual e a un gran tamaño de partícula, o que afecta negativamente á eficiencia do retardante de chama. Ademais, o MCA funciona principalmente en fase gasosa, o que resulta nunha baixa formación de carbonización e capas de carbono soltas e non protectoras durante a combustión.

Para abordar estes problemas, empregouse a tecnoloxía de materiais compostos moleculares para modificar o MCA mediante a introdución dun aditivo ignífugo complementario (WEX), que reduce o punto de fusión do MCA, o que permite a cofusión e a dispersión ultrafina coa PA6. O WEX tamén mellora a formación de carbón durante a combustión, mellorando a calidade da capa de carbono e reforzando o efecto ignífugo en fase condensada do MCA, producindo así materiais ignífugos con excelente rendemento.

2. Retardante de chama intumescente (IFR)

O IFR é un importante sistema ignífugo libre de halóxenos. As súas vantaxes sobre os ignífugos haloxenados inclúen a baixa emisión de fume e a liberación de gases non tóxicos durante a combustión. Ademais, a capa de carbón formada polo IFR pode absorber o polímero fundido e ardendo, o que evita o goteo e a propagación do lume.

Os compoñentes clave de IFR inclúen:

• Fonte de gas (compostos a base de melamina)
• Fonte de ácido (retardantes de chama de fósforo e nitróxeno)
• Fonte de carbono (o propio nailon)
• Aditivos sinérxicos (por exemplo, borato de zinc, hidróxido de aluminio) e axentes antigoteo.

Cando a proporción en masa de retardantes de chama fósforo-nitróxeno con respecto aos compostos a base de melamina é:

• Por debaixo do 1 %: efecto ignífugo insuficiente.
• Por riba do 30 %: prodúcese volatilización durante o procesamento.
• Entre o 1 % e o 30 % (especialmente entre o 7 % e o 20 %): rendemento ignífugo óptimo sen afectar á procesabilidade.

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