红磷阻燃增强尼龙注射工艺

红磷阻燃增强尼龙注射工艺

    目前，阻燃尼龙最常用的阻燃体系有四种：（1）卤素系列，最常用的是十溴联苯醚/三氧化二锑复合体系，效果十分优异，但是在高聚物的热裂解和燃烧产物中，含有致癌物多溴代二苯并二恶烷和多溴代二苯并呋喃，使得用场合受到了限制；（2）三聚氰胺盐系列，简称MCA，它是一种新型高效的添加型阻燃剂和润滑剂，分解物毒性很低，但是对含有玻璃纤维或填料的尼龙基本无阻燃效果，并且有燃烧滴落现象，只能达到V2级[1]；（3）氢氧化镁系列，是一种低腐蚀性和低发烟量的阻燃剂，但是要达到 V0，添加量要达到60%以上，对产品的机械性能影响很大；（4）红磷阻燃体系，是目前适用于阻燃增强（填充）尼龙可以达到V0、对机械性能影响相对较小，并且在燃烧过程中的有毒气体PH3小于0.1 x 10-6（美国政府卫生工作者协会规定值为0.2 x 10-6）[2]。除了颜色为暗红色的缺点以外，可以认为是一种符合目前高效、低毒发展潮流的优秀阻燃剂品种。

    目前使用的红磷阻燃剂，大多是所谓的“微胶囊化红磷”，或叫“包覆红磷”，系在红磷表面包覆一层或几层保护膜。例如，先在红磷上包覆一层AL(OH)3、Zn(OH)2等无机层，再包覆一层酚醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂或环氧树脂等有机层，然后再和聚酰胺混合制成母料来使用。这样不仅可以防止红磷颗粒与氧和水接触而产生PH3，减少燃烧，而且能改善红磷和树脂的相容性，提高制品的物理-机械性能。

    这种“包覆红磷”的加工使用温度，一般来说是由包覆层的树脂特性来决定的，如果包覆层的耐温等级高，可以使用较高的加工温度，否则只能低温加工。目前市售的红磷母料大都是按用量最大的PA6和PA66来设计制作的，所以在260-270℃的情况下加工不会有任何问题的。但是超过此温度，特别是加工温度达到300℃或更高时，在注射加工的“放空注射”操作中将会出现喷火、大量产生烟雾的情况[5]。

解决“喷火”的根本办法之一是改变“微胶囊化”包覆层的树脂类型，使之在耐温和熔体黏度上适合高温加工，也就是说，在高温下包覆树脂仍能很好的“包覆”红磷颗粒不让其与空气接触。另一种办法就是适当的改变注射工艺参数、调整配方，达到顺利加工之目的。