常用尼龍阻燃體系“知多少”？
    無鹵阻燃劑經(jīng)過五六十年的發(fā)展，已經(jīng)形成了非常多的品類，大分子設(shè)計、納米復(fù)合等技術(shù)在阻燃劑領(lǐng)域也有大量的應(yīng)用研究，本文將主要就已市場化并得到成熟應(yīng)用阻燃體系情況及其特點進行介紹。
    無機氫氧化物體系
    無鹵阻燃電纜料通常是采用氫氧化鋁、氫氧化鎂實現(xiàn)無鹵阻燃的。通常是由55-60% 氫氧化鋁與乙烯- 醋酸乙烯聚合物、聚乙烯、相容劑、抗氧劑、潤滑劑等組分構(gòu)成。由于粉體含量高，阻燃劑的質(zhì)量對最終產(chǎn)品的影響巨大。線纜表面毛糙、拉伸強度不夠、易開裂等都是比較常見的現(xiàn)象。有效的混煉和好的相容劑能很大程度上解決這類問題，因此，與一般改性料選用雙螺桿擠出機造粒不同，無鹵電纜料的加工一般會選用密煉機與雙階擠出機進行造粒。在阻燃劑的質(zhì)量選擇方面，純度、白度、粒徑是企業(yè)更加關(guān)心的核心指標(biāo)。國內(nèi)生產(chǎn)廠家較多，性能良莠不齊，國際生產(chǎn)企業(yè)中，以美國雅寶品類為多，性能也很好。

    聚磷酸銨體系
    聚磷酸銨（APP）是較早得到廣泛應(yīng)用的無鹵阻燃劑組分之一，早期的產(chǎn)品組成為APP 充當(dāng)酸源、添加三聚氰胺（MA）充當(dāng)氣源、季戊四醇（PER）充當(dāng)成炭劑，其比例大致為APP：MA：PER = 7: 2: 1。但是APP 存在一定水溶性，加工過程中易出現(xiàn)水滑現(xiàn)象；MA 在加工中升華后會粘附在磨具上，會增加模具的清理頻次； PER 的富羥基結(jié)構(gòu)增加了產(chǎn)品的吸濕性，對加工和儲存都有不利影響。而近幾年，APP 比較好的應(yīng)用方式，是與三嗪成炭劑（CFA）復(fù)配（通常CFA 含量為20-25%），所得無鹵阻燃劑的性能比原有體系效率稍高，添加量可下降2-3 個百分點，加工性能也更好。
    APP根據(jù)聚合度不同通常分為I 型和II 型。I 型水溶性強，常用于木材，紙張等的浸漬阻燃；樹脂使用的APP 通常是II 型的（平均聚合度大于1000）。國內(nèi)的生產(chǎn)廠家中，以浙江旭森、清遠普賽呋、杭州捷爾思為主。國際生產(chǎn)企業(yè)中，德國Budenheim 的產(chǎn)品，聚合度高，分子量分布窄，相應(yīng)的價格也更高。與國際產(chǎn)品相比，國內(nèi)產(chǎn)品的平均聚合度已經(jīng)能夠達到國際水準(zhǔn)，但分子量分布更寬，低聚合度物質(zhì)的存在更易導(dǎo)致水滑、析出等問題的發(fā)生。
    焦磷酸哌嗪體系
    焦磷酸哌嗪體系阻燃劑是近幾年發(fā)展起來的一個新的體系產(chǎn)品。從結(jié)構(gòu)來講，它與APP 一樣都屬于磷酸鹽類聚合物。但不同的是，焦磷酸哌嗪不僅是好的酸源，更是優(yōu)秀的成炭劑。通常焦磷酸哌嗪與MPP 按照大致6:4 的比例復(fù)配，即可構(gòu)筑完整的阻燃體系，無需另外添加成炭劑。該體系阻燃劑效率更高，相同環(huán)境中，比APP 體系的阻燃劑添加量低5-10 個百分點。
    二乙基次磷酸鋁體系
    二乙基次磷酸鋁體系阻燃劑是目前尼龍、聚酯材料中，主流的無鹵阻燃劑體系。一般來說，二乙基次磷酸鋁與MPP 或者MCA 復(fù)配使用，通常比例為6:4，選用MCA 時，灼熱絲效果會更優(yōu)，但是力學(xué)損失大；選用MPP 時，灼熱絲效果較差，但是力學(xué)損失小。與MPP的復(fù)配是現(xiàn)在市面的主流搭配。該類無鹵阻燃劑最大的應(yīng)用環(huán)境是玻纖增強的PA6 及PA66 環(huán)境。30% 玻纖增強體系的添加量13-15%，非增強情況下，阻燃劑用量需增加3-5 個百分點。國內(nèi)有多家廠家提供該系列產(chǎn)品，國際方面德國科萊恩擁有品種繁多的二乙基次磷酸鋁系列產(chǎn)品，并持有多項相應(yīng)的技術(shù)專利。其產(chǎn)品熱穩(wěn)定更高、加工性也更好。    改性企業(yè)如何正確認識無鹵體系？
    而無鹵阻燃劑加工的核心問題，是在保證混煉效果的前提下，控制熔體的實際溫度，使其不要超過阻燃劑的分解溫度。雙螺桿擠出機的溫度設(shè)置是與螺桿排布相關(guān)的。輸送段摩擦生熱小，物料溫度低于機筒溫度，溫度較高可以保證樹脂塑化；剪切段摩擦生熱大，物料實際溫度高于機筒溫度，設(shè)置低溫有利于防止物料分解。
    無鹵阻燃劑加工的螺桿條件，弱剪切是行業(yè)常識，但是什么程度的弱剪切是恰當(dāng)?shù)?，不同技術(shù)人員有不同的理解。通常，我們建議更多地選用弱剪切模塊，而盡量少地采用90o剪切模塊，以多段弱剪切的形式取代強體系中，選用齒輪盤而非強剪切實現(xiàn)對長纖的切斷；對反螺紋的使用也要慎重，應(yīng)最低限度使用反螺紋。而在注塑方面，與溴系阻燃劑不同的是，無鹵阻燃劑對熔融指數(shù)的影響是明顯的。注塑機澆口過小會導(dǎo)致充模不滿；而低熔指小澆口會導(dǎo)致摩擦力過大，進而導(dǎo)致阻燃劑分解，樣件表面劣化等問題；通常的解決策略是擴大澆口尺寸，而大尺寸模具應(yīng)當(dāng)增加澆口數(shù)。
    與此相反，國內(nèi)許多改性塑料企業(yè)尤其是一些規(guī)模較小的企業(yè)，對無鹵阻燃體系還缺乏認識。他們許多未加工過阻燃改性料，或者只加工過有鹵阻燃改性料。在選用無鹵阻燃劑時，片面地希望在不改變?nèi)魏喂に嚨那疤嵯逻M行直接替換。
    以有鹵阻燃改性料的加工條件加工無鹵阻燃改性料，往往會使操作者得出無鹵阻燃劑效果很差，容易分解發(fā)泡，難以加工等不正確的結(jié)論?？梢苑浅？隙ǖ卣f，如果沒有相對配套的工藝條件，要做好無鹵阻燃基本上是不可能的。而另一方面，由于環(huán)保、政策、成本等原因，無鹵阻燃劑成為越來越多企業(yè)回避不開的一種選擇。    無鹵阻燃劑的發(fā)展要點
    無鹵阻燃劑的發(fā)展，同許多領(lǐng)域一樣，國外技術(shù)領(lǐng)先于國內(nèi)。但是隨著近幾年技術(shù)發(fā)展進入瓶頸期，國內(nèi)外的技術(shù)差距逐漸縮小，而現(xiàn)有最明顯的差距在于工業(yè)控制方面。國外產(chǎn)品在產(chǎn)品批次穩(wěn)定性、熱分解溫度、分子量控制、表面處理等方面做得更好，相應(yīng)的產(chǎn)品質(zhì)量也更高；國內(nèi)阻燃劑雖然產(chǎn)品質(zhì)量相對較低，但性價比高是核心競爭優(yōu)勢。
    當(dāng)下的5-10 年，是無鹵阻燃劑難得的發(fā)展機遇期，世界范圍火安全意識的提升、應(yīng)用技術(shù)的積累、相對成本的降低，以及政策的助推，會推動無鹵阻燃劑進一步蠶食溴系阻燃劑的原有市場份額，在新產(chǎn)品的創(chuàng)制過程中占據(jù)越來越重要的位置。不論從何種角度來講，無鹵化都是發(fā)展的必然趨勢。而針對無鹵阻燃劑現(xiàn)有諸如易分解、難分散、易析出等問題，專注于如下開發(fā)研究工作是行業(yè)內(nèi)技術(shù)人員需重點關(guān)注的內(nèi)容：
    ◆新體系的提出。現(xiàn)有的普遍觀念，溴系阻燃劑環(huán)境不友好，煙毒性大，無鹵阻燃劑耐溫差、加工窗口窄、有一定水溶性；在大部分樹脂材料中，阻燃劑的添加量過高導(dǎo)致對整體性能影響嚴(yán)重。行業(yè)處于“新老不接”的尷尬境地，行業(yè)亟待更加高效、環(huán)保、易于加工的產(chǎn)品體系的提出；
    ◆新技術(shù)的應(yīng)用。針對原有的體系產(chǎn)品，通過包覆技術(shù)提升相容性、耐水性；通過復(fù)配技術(shù)進一步提升效率，降低添加量；納米復(fù)合、顆粒形狀、粒徑控制，以及母粒化技術(shù)，對已有產(chǎn)品的深度開發(fā)是現(xiàn)今最易見成效的方法。相信通過行業(yè)科研和技術(shù)專家的共同努力，無鹵阻燃劑在改性塑料中的應(yīng)用將繼續(xù)擴大，無鹵阻燃劑會為人民的生命安全提供更加有力的保障，行業(yè)的發(fā)展也會擁有更加光明的未來。