Úvod do spomaľovačov horenia na báze dusíka pre nylon
Spomaľovače horenia na báze dusíka sa vyznačujú nízkou toxicitou, nekorozívnosťou, tepelnou a UV stabilitou, dobrou účinnosťou spomaľovania horenia a nákladovou efektívnosťou. Medzi ich nevýhody však patria ťažkosti so spracovaním a slabá disperzia v polymérnej matrici. Medzi bežné spomaľovače horenia na báze dusíka pre nylon patria MCA (kyanurát melamínu), melamín a MPP (polyfosfát melamínu).
Mechanizmus spomaľovania horenia zahŕňa dva aspekty:
- Fyzikálny mechanizmus „Sublimácia a endotermia“: Spomaľovač horenia znižuje povrchovú teplotu polymérneho materiálu a izoluje ho od vzduchu prostredníctvom sublimácie a absorpcie tepla.
- Katalytická karbonizácia a mechanizmus intumescentného zhutnenia v kondenzovanej fáze: Spomaľovač horenia interaguje s nylonom, čím podporuje priamu karbonizáciu a expanziu.
MCA vykazuje dvojitú funkciu v procese spomaľovania horenia, podporuje karbonizáciu aj penenie. Mechanizmus a účinnosť spomaľovania horenia sa líšia v závislosti od typu nylonu. Štúdie MCA a MPP v PA6 a PA66 ukazujú, že tieto spomaľovače horenia indukujú zosieťovanie v PA66, ale podporujú degradáciu v PA6, čo vedie k lepšiemu spomaľovaniu horenia v PA66 ako v PA6.
1. Kyanurát melamínu (MCA)
MCA sa syntetizuje z melamínu a kyseliny kyanurovej vo vode, čím vzniká adukt s vodíkovými väzbami. Je to vynikajúci bezhalogénový, nízkotoxický a nízkodymivý spomaľovač horenia, ktorý sa bežne používa v nylonových polyméroch. Tradičný MCA má však vysoký bod topenia (rozkladá sa a sublimuje nad 400 °C) a možno ho miešať so živicami iba v pevnej forme častíc, čo vedie k nerovnomernému rozptylu a veľkej veľkosti častíc, čo negatívne ovplyvňuje účinnosť spomaľovača horenia. Okrem toho MCA funguje primárne v plynnej fáze, čo má za následok nízku tvorbu uhlíka a uvoľnené, nechrániace vrstvy uhlíka počas spaľovania.
Na riešenie týchto problémov sa na modifikáciu MCA použila technológia molekulárnych kompozitov zavedením doplnkovej prísady spomaľujúcej horenie (WEX), ktorá znižuje bod topenia MCA, čo umožňuje spoločné tavenie a ultrajemnú disperziu s PA6. WEX tiež zlepšuje tvorbu uhlíka počas spaľovania, zlepšuje kvalitu uhlíkovej vrstvy a posilňuje kondenzovaný účinok MCA na spomaľovanie horenia, čím sa vytvárajú materiály spomaľujúce horenie s vynikajúcim výkonom.
2. Intumescent spomaľovač horenia (IFR)
IFR je významný bezhalogénový systém spomaľovačov horenia. Medzi jeho výhody oproti halogénovaným spomaľovačom horenia patria nízke emisie dymu a uvoľňovanie netoxických plynov počas horenia. Okrem toho vrstva uhlia vytvorená IFR dokáže absorbovať roztavený, horiaci polymér, čím zabraňuje kvapkaniu a šíreniu ohňa.
Medzi kľúčové komponenty IFR patria:
- Zdroj plynu (zlúčeniny na báze melamínu)
- Zdroj kyseliny (spomaľovače horenia na báze fosforu a dusíka)
- Zdroj uhlíka (samotný nylon)
- Synergické prísady (napr. boritan zinočnatý, hydroxid hlinitý) a činidlá proti odkvapkávaniu.
Keď je hmotnostný pomer spomaľovačov horenia na báze fosforu a dusíka k zlúčeninám na báze melamínu:
- Pod 1 %: Nedostatočný spomaľovací účinok horenia.
- Nad 30 %: Počas spracovania dochádza k odparovaniu.
- Medzi 1 % – 30 % (najmä 7 % – 20 %): Optimálna účinnosť spomaľovania horenia bez ovplyvnenia spracovateľnosti.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Čas uverejnenia: 19. augusta 2025
