Úvod do zpomalovačů hoření na bázi dusíku pro nylon
Dusíkaté zpomalovače hoření se vyznačují nízkou toxicitou, nekorozivními vlastnostmi, tepelnou a UV stabilitou, dobrou účinností zpomalování hoření a cenovou efektivitou. Mezi jejich nevýhody však patří obtíže se zpracováním a špatná disperze v polymerní matrici. Mezi běžné dusíkaté zpomalovače hoření pro nylon patří MCA (melaminkyanurát), melamin a MPP (melaminpolyfosfát).
Mechanismus zpomalování hoření zahrnuje dva aspekty:
- Fyzikální mechanismus „Sublimace a endotermie“: Zpomalovač hoření snižuje povrchovou teplotu polymerního materiálu a izoluje jej od vzduchu sublimací a absorpcí tepla.
- Katalytická karbonizace a mechanismus intumescentního zhutnění v kondenzované fázi: Zpomalovač hoření interaguje s nylonem a podporuje přímou karbonizaci a expanzi.
MCA vykazuje v procesu zpomalování hoření dvojí funkci, podporuje jak karbonizaci, tak pěnění. Mechanismus a účinnost zpomalování hoření se liší v závislosti na typu nylonu. Studie MCA a MPP v PA6 a PA66 ukazují, že tyto zpomalovače hoření indukují zesíťování v PA66, ale podporují degradaci v PA6, což vede k lepšímu zpomalování hoření u PA66 než u PA6.
1. Kyanurát melaminu (MCA)
MCA se syntetizuje z melaminu a kyseliny kyanurové ve vodě za vzniku vodíkem vázaného aduktu. Je to vynikající bezhalogenový, nízkotoxický a nízkokouřivý zpomalovač hoření, běžně používaný v nylonových polymerech. Tradiční MCA má však vysoký bod tání (rozkládá se a sublimuje nad 400 °C) a lze jej mísit s pryskyřicemi pouze v pevné formě částic, což vede k nerovnoměrnému rozptylu a velké velikosti částic, což negativně ovlivňuje účinnost zpomalovače hoření. MCA navíc funguje primárně v plynné fázi, což má za následek nízkou tvorbu uhlíku a uvolněné, nechráněné uhlíkové vrstvy během spalování.
Pro řešení těchto problémů byla k modifikaci MCA použita technologie molekulárních kompozitů zavedením doplňkové přísady zpomalující hoření (WEX), která snižuje bod tání MCA, což umožňuje společné tavení a ultrajemnou disperzi s PA6. WEX také zlepšuje tvorbu uhlíku během hoření, čímž zlepšuje kvalitu uhlíkové vrstvy a posiluje zpomalovací účinek MCA v kondenzované fázi, čímž vznikají materiály zpomalující hoření s vynikajícím výkonem.
2. Intumescent zpomalovač hoření (IFR)
IFR je významný bezhalogenový systém zpomalující hoření. Mezi jeho výhody oproti halogenovaným zpomalovačům hoření patří nízké emise kouře a uvolňování netoxických plynů během hoření. Vrstva uhlíku vytvořená IFR navíc dokáže absorbovat roztavený, hořící polymer, čímž zabraňuje odkapávání a šíření ohně.
Mezi klíčové komponenty IFR patří:
- Zdroj plynu (sloučeniny na bázi melaminu)
- Zdroj kyseliny (fosforovo-dusíkaté zpomalovače hoření)
- Zdroj uhlíku (samotný nylon)
- Synergické přísady (např. boritan zinečnatý, hydroxid hlinitý) a látky proti odkapávání.
Pokud je hmotnostní poměr zpomalovačů hoření na bázi fosforu a dusíku k sloučeninám na bázi melaminu:
- Pod 1 %: Nedostatečný zpomalovací účinek hoření.
- Nad 30 %: Během zpracování dochází k odpařování.
- Mezi 1 %–30 % (zejména 7 %–20 %): Optimální zpomalovací účinek hoření bez ovlivnění zpracovatelnosti.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Čas zveřejnění: 19. srpna 2025
