磷酸锆无卤阻燃尼龙前景广阔

近年来，随着全球环保意识的日益加强，消费者对塑料制品的阻燃要求越来越高，无卤、低烟、低毒的环保型阻燃剂已越来越广泛地被要求使用。无卤阻燃材料也越来越受重视，尤其是高性能的无卤阻燃尼龙材料正在受到人们的欢迎。

尼龙阻燃成为难题

尼龙是世界上出现的第一种合成纤维，是聚酰胺纤维(锦纶)的一种叫法。尼龙的出现使纺织品的面貌焕然一新，从一定意义上说改变了人们的生活。尼龙是合成纤维工业的重大突破，也是高分子化学的一个重要里程碑。

然而，未经改性的尼龙其阻燃性能较差，属于易燃材料，并且在燃烧过程中产生滴落，在使用过程中极易引发火灾。尤其是在电子产品领域，因尼龙而引发的火灾不计其数，造成较大损失，如果不改进尼龙的阻燃性能，则其使用范围会受到极大限制。因此，对尼龙的阻燃改性成为当今学术界与工业界共同关注与攻关的课题。

后来，科学家在尼龙中加入了阻燃剂，以解决尼龙的易燃问题。但过去受制于技术，大部分阻燃剂在高温下易分解，释放出酸性物质，对金属具有腐蚀作用，因此，一些如螺杆、过胶头、过胶圈、过胶垫圈、法兰等塑化元件需镀硬铬处理。工艺方面尽量控制机筒温度不能过高，注射速度不能太快，以避免因胶料温度过高而分解引起制品变色和力学性能下降。

改变了阻燃性能以后，尼龙的用途就更为广泛。如尼龙成为以塑代钢、铁、铜等金属的好材料，是重要的工程塑料;铸型尼龙广泛代替机械设备的耐磨部件，代替铜和合金作设备的耐磨损件。尼龙还大量用来制造帘子线、工业用布、缆绳、传送带、帐篷、渔 等，在国防上用作降落伞及其他军用织物。在民用方面用途则更为广泛，老百姓日常用品随处可见，比如可以混纺或纯纺成各种医疗及针织品。

未来发展方向

随着尼龙工程塑料的应用越来越广泛，阻燃剂的品种越来越多，以及阻燃技术的开发研究不断深入，阻燃尼龙在未来几十年会往以下4个发展方向：

一是阻燃剂的复配技术。国际上很多阻燃剂厂家从事开发新型的协同体系，即将多种阻燃剂复配，以达到降低阻燃剂用量、提高阻燃性能的目的，既降低了阻燃材料的价格，又减少了物理性能的损失。

二是无卤化、低毒低卤化。许多国家已经禁止或者限制了含卤阻燃剂的使用，而代之为磷、氮系阻燃剂和无机阻燃剂。

三是多功能化。在某些行业除了要求尼龙具有阻燃性能，还要求具有如导热、导电、抗静电等，需要大量添加其他助剂以达到用户的要求。

四是成本与性能的均衡。开发高效阻燃体系，减少阻燃剂对材料物理性能的影响，同时还可以减少污染、降低成本。

无论无卤阻燃尼龙的未来如何发展，都会是以人为本，以消费者为核心，以环保为要求。

APSO改性磷酸锆复配尼龙阻燃剂

采用氨基苯基硅油（APSO）改性α-ZrP，并将其与PA6熔融共混制备了PA6/APSO-ZrP复合材料。力学性能测试结果表明APSO-ZrP的加入有利于复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度的提高。XRD结果表明0-ZrP的加入使PP相生成了γ晶型；热变形温度（HDT）测试结果表明，相较纯PA6，PA6/APSO-ZrP复合材料的热变形温度显著提高；氧指数（OI）结果表明α-ZrP和APSO均能提高PA6的阻燃性；熔体流动速率（MFR）结果表明α-ZrP的加入有助于改善PA6的加工性能。

氧指数（OI）结果表明当O-ZrP随着α-ZrP及APSO含量的增加复合材料的氧指数增加，熔体流动速率（MFR）数据表明α-ZrP的加入改善了PA6的加工性能。XRD结果表明PA6/APSO-ZrP复合材料中APSO-ZrP的引入起到了异相成核的作用，增加了PA6中的γ晶型含量。力学分析表明复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量相较纯PA6都得到了提高，氧指数结果表明复合材料展中ZrP2%、ABSO-ZrP1%、ABSO-ZrP2%、ABSO-ZrP4%时分别提高了3.9%、5.9%、13.7%、23.5%。

磷酸锆与PA6共混

另外，磷酸锆作为一种新型阻燃材料，也能直接与PA6共混，提高其性能。

性能改善如下：（相较于普通PA6或者不添加磷酸锆的PA6材料对比）

热稳定性：在添加量1-2%时，可提高；添加量达到5%后反而降低；

热变形温度：4%时可提高133%；

拉伸强度：添加量为1%，2%，4%时分别提高17%，18%，23%；

拉伸模量：添加量为1%，2%，4%时分别提高94%，106%， 111%；

选用a-ZrP与尼龙6直接共混，熔融挤出，得到不同含量磷酸锆的尼龙6复合材料，对其结构进行了表征，并对其热稳定性及力学性能进行了研究。

XRD分析表明PA6/ZrP复合材料中磷酸锆的引入起到了异相成核的作用，增加了PA6中的γ晶型。

TGA分析表明磷酸锆的含量为l％、2％时，PA6/ZrP复合材料热稳定性提高，其中磷酸锆含量为1％的复合材料提高较多，磷酸锆含量为4％时，复合材料的热稳定性比纯PA6的热稳定性低。热变形温度分析表明，相较纯PA6，磷酸锆含量为1％时提高了125％；磷酸锆含量为2％时提高了130％；磷酸锆含量为4％时提高了1 33％，复合材料热变形温度提高显著。

力学分析表明复合材料的拉伸强度及拉伸模量都得到了提高，相较纯PA6，复合材料中ZrP-1％、ZrP-2％、ZrP-4％的拉伸强度分别提高了17％、18％、23％，拉伸模量提高了94％、106％、111％，其中磷酸锆含量为4％时，提高最为显著。

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