摘要：介紹英國Presafer公司玻纖增強尼龍和聚酯專用無鹵阻燃劑的特點、組成、應用范圍及應用實例。EPFR系列玻纖增強專用無鹵阻燃劑分為兩類，第一類應用于玻纖尼龍；第二類應用于玻纖聚酯。以上EPFR系列磷氮膨脹型環保阻燃劑具有無紅磷、低煙、低毒、高效、相容性好、對基材性能影響小等優點。
     
關鍵詞：玻纖尼龍  玻纖聚酯 無鹵阻燃劑
     
新進展：出于對生命的尊重，越來越多負責任的制造商開始選用無鹵阻燃材料。這些負責任的制造商需要阻燃達到UL94-V0，滿足灼熱絲要求，各種性能優越，價格合適的無鹵阻燃玻纖增強尼龍和無鹵阻燃玻纖增強聚酯。
   
目前阻燃劑用于玻纖增強尼龍和聚酯存在的問題：
   
1．含鹵阻燃體系     

其中最重要的也是在國外應用最廣的一種就是溴化苯乙烯聚合物，它具有極其優越的熱穩定性，并且由于它與尼龍是熔融可混的，因而在加工過程中具有很好的流動性。此外，用它制備的阻燃尼龍還具有優越的電性能和較好的物理機械性能。這種阻燃劑的局限性在于光穩定性較差，與尼龍尚不能完全相容，且其成本與目前國內應用較廣的十溴聯苯醚相比也較高。
   
目前在國內應用最廣的阻燃劑就是十溴聯苯醚，由于其較高的溴含量而對尼龍具有較高的阻燃效率，是最經濟的一種阻燃劑。但由于它是一種填料型阻燃劑，因而對加工流動性及產品的物理機械性能有很大的負面影響。尤其在電器連接件等產品結構日益復雜的今天，對樹脂的加工流動性要求也日益提高。流動性差的樹脂根本無法滿足加工小而復雜零件的要求，因此可以想象這類填充型阻燃劑很難應用在高檔領域，此外，其熱穩定性和光穩定性也較差。
    
近幾年來，人們開發的在尼龍和聚酯阻燃方面使用的一種新阻燃劑為十溴二苯乙烷，它與十溴聯苯醚具有相同的溴含量和同樣高的阻燃效率，此外，它還具有較好的熱穩定性和光穩定性。其局限性在于它與十溴聯苯醚一樣同屬填料型阻燃劑，與聚合物相容性較差，因而加工流動性和制品的物理機械性能較差。
   
2 ．無鹵阻燃體系    

紅磷是在尼龍和聚酯中應用較廣的無鹵阻燃劑之一，具有添加量少、用途廣泛等優點。普通紅磷易吸潮，與高分子材料相容性差，特別容易引起自燃，不能實際使用。微膠囊化紅磷阻燃劑，降低了紅磷的活性，解決了相容性，紅磷含量在85％左右，但自燃問題沒有得到有效解決，粉塵污染嚴重。紅磷母粒是紅磷與氫氧化鋁、膨脹型石墨等無機阻燃劑復配使用、以基體樹脂為載體的暗紅色粒子，安全問題得到了解決。該阻燃體系低煙、阻燃效率高；無粉塵污染，加工性能優異；低密度、熱穩定性好、制品物理性能下降少；加工過程中不起霜、不遷移、不腐蝕模具。特別是制品具有高耐漏電痕跡指數（CTI），在電子電器應用上優勢明顯。紅磷母粒的最主要缺點是色調問題，除了暗紅和黑色外，無法賦予制品更多的顏色選擇。
    
聚磷酸銨(APP)具有含磷量高，添加量少等特點，也被用于阻燃尼龍和聚酯的制備，但APP的主要缺點是吸濕性強，熱穩定性不高（在230℃時就有脫NH3過程發生），在尼龍和聚酯的加工過程中易分解，導致制品發泡變色。
    
多聚三聚氰胺磷酸鹽（MPP）是另一類廣泛應用于尼龍和聚酯阻燃的環保型阻燃劑，分子鏈結構與APP相似，主要是用分子量比較大的三聚氰胺取代側基中NH4＋，因此提高了其熱穩定性能，但造成MPP的磷含量較低。通過實驗發現，25%的MPP只能使玻纖增強PA66 的氧指數提高5.5%，而垂直燃燒性能幾乎沒有改善，因此應用于阻燃PA66，需添加更多的MPP，造成對樹脂力學性能的嚴重下降。     三聚氰胺氰尿酸鹽（MCA）也常用于尼龍和聚酯阻燃，其特點是低毒、無腐蝕、對熱和紫外線穩定，然而以其阻燃的尼龍和聚酯，燃燒時融滴厲害，對玻纖增強尼龍和聚酯的阻燃性較差，無法達到UL94-V0級，制品在潮濕環境下電性能也不佳，而且在基材中分散性不好，加工困難。
    
無機阻燃劑（如氫氧化鎂等）具有低毒、低腐蝕和低煙等優點，但用于尼龍和聚酯時，加工過程中容易脫結晶水，因而不宜采用。
  
次膦酸鹽阻燃劑（如Exolit 1312和Exolit 1240）用于玻纖增強阻燃尼龍和聚酯的各種性能相對比較優越，但是其價格是普通阻燃劑3-5倍，而使玻纖增強阻燃尼龍和聚酯的價格非常昂貴，目前沒有廣泛用于常規玻纖增強阻燃尼龍和聚酯制品中。

EPFR系列中磷氮環保玻纖增強無鹵阻燃劑的特點及應用：
   
英國Presafer公司新近推出了EPFR系列氮磷環保玻纖增強無鹵阻燃劑，根據不同的應用范圍劃分為兩類。
   
1． EPFR-200A主要應用于玻纖增強PA66。

①EPFR-200A有高的熱穩定性。其起始分解溫度達到320℃以上，能夠滿足苛刻的尼龍加工和注塑條件，不會出現擠出過程中發泡，阻燃劑降解，擠出粒子變色等現象。

②EPFR-200A經過特殊表面處理。易于在尼龍中分散并與尼龍相容，使增強尼龍在保持阻燃性能的條件下，依然能夠保持優異的力學性能。

③EPFR-200A具有良好的電性能，能夠滿足增強尼龍在電子電器等領域方面的應用。

④EPFR-200A具有良好的阻燃性能，能夠滿足UL94-V0，灼熱絲等不同測試標準要求。

2． EPFR-300A主要應用于玻纖增強PBT。

①EPFR-300A有較高熱穩定性。其起始分解溫度達到280℃以上，能夠滿足苛刻的聚酯加工和注塑條件，不會出現擠出過程中發泡，阻燃劑降解，擠出粒子變色等現象。

②EPFR-300A經過特殊表面處理。易于在聚酯中分散與聚酯相容，使增強聚酯在保持阻燃性能的條件下，依然能夠保持優異的力學性能。

③EPFR-300A具有良好的電性能。CTI達到600V，能夠滿足玻纖增強聚酯在電子電器等領域方面的應用。

④EPFR-300A具有良好的阻燃性能，添加相應的阻燃劑份數能夠滿足UL94-V0（0.75mm和1.5mm）、灼熱絲等不同測試標準要求。

加工和成型過程中需要注意的問題：
   
1．原料在加工前需要預先干燥。經干燥至水分含量在0.1%以下可以繼續使用。
   
2. 選擇盡可能溫和的加工條件。在保證原料與粉體混合均勻，玻纖順利加入的前提下，盡量用較低的溫度和較弱的剪切條件下進行加工。其中EPFR-300A在PBT中加工溫度盡量在220℃左右。
   
3. 增韌劑的選擇十分關鍵。優秀的增韌劑不僅僅提高材料的韌性，同時能夠提高粉體與材料的相容性，大大改善材料的其它各項性能。  
 
4. 玻纖的選擇非常重要。由于玻纖在材料中的添加份數非常大，玻纖與材料相容性的好壞決定了材料的各項性能，因此優先選擇偶聯劑表面處理的短纖，當然長纖也可以選用。
   
5. 其它助劑的選擇。加入適當的成核劑，有助于材料的結晶速度和形態，改善材料的各項性能；加入適當的抗氧劑，有助于預防加工過程中材料的黃變；加入適當的功能添加劑，有助于材料各項性能的調整和改善。
  
6. 注塑過程條件。在滿足成型前提條件下，盡量用溫和的溫度和合適的壓力進行注塑。此外，EPFR-300A與其它阻燃劑復配需要慎重。
   
結語：對比目前應用于市面上的各種阻燃劑，EPFR-200A應用于玻纖增強PA66與EPFR-300A應用于玻纖增強PBT具有以下優點：①高效的阻燃性能；②良好的加工性能；③優秀的顏色穩定性；④優異的機械性能；⑤高的熱穩定性；⑥合理的價格。