尼龍是一種綜合性能優(yōu)異的熱塑性塑料，被廣泛應(yīng)用于新能源汽車領(lǐng)域。越來越苛刻的阻燃性能要求無疑是最重要的選材指標(biāo)，佳華精化開發(fā)的Javachem^?FRSi有機(jī)硅阻燃劑，具有阻燃效率高、低析出低腐蝕、無鹵、環(huán)保等優(yōu)點，助力新能源汽車尼龍阻燃材料發(fā)展。

2021年我國新能源汽車保有量已達(dá)20%，年銷量約為300萬輛，而到2022年預(yù)計將超500萬輛，2025年將達(dá)到至少700萬輛，全球?qū)用媸袌隹紤]，目前中國新能源汽車全球保有量占比達(dá)到40%以上，在銷量、保有量、生產(chǎn)量上，已連續(xù)6年全球第一，新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)步入高速成長階段，為新能源汽車量身打造最適合的新材料也成為行業(yè)從業(yè)者的首要任務(wù)。尼龍材料因其自身機(jī)械強(qiáng)度高、韌性好，具有較高的抗拉抗壓強(qiáng)度，良好的電性能，成為新能源汽車材料的首選。

新能源汽車電路系統(tǒng)新需求

新能源汽車越來越高的行駛里程，越來越快的充電速度，對電池包系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、高壓線束、連接器、傳感器以及其他電路系統(tǒng)都提出了極高的要求，這些要求是之前燃油車沒有遇到過的。更安全，更環(huán)保，更輕量化成為材料設(shè)計理念，而越來越苛刻的阻燃要求無疑是最重要的一點。

在奧升德亞太區(qū)總經(jīng)理吳顯亮博士的采訪中提到：“新能源汽車行業(yè)人士76%的受訪者認(rèn)可PA66的輕量化解決方案；80.7%的受訪者認(rèn)為長期熱穩(wěn)定是動力電池最需要具備的重要特性之一，達(dá)到一定阻燃等級和耐化學(xué)性和抗腐蝕性也是非常重要的兩大特性。72%的受訪者認(rèn)為，在電池安全方面，工程塑料能更好的勝任需求?！?/span>

傳統(tǒng)阻燃協(xié)效劑

在新能源汽車阻燃材料中，具有代表性的如電池包外殼材料黑色無鹵阻燃PA66+30GF，和橙色連接器材料無鹵阻燃PA66+25GF，它們都為PA66/ADP（二乙基次膦酸鋁）/阻燃協(xié)效劑/ GF的阻燃體系。由于單獨的ADP阻燃穩(wěn)定性不能滿足要求，一般都需要復(fù)配如MPP、硼酸鋅、錫酸鋅、氧化鋅、無機(jī)硅等協(xié)效劑，而目前最為有效的協(xié)效劑就是MPP（三聚氰胺聚磷酸鹽），但由于MPP在合成過程中反應(yīng)產(chǎn)物存在低聚物，如八聚體十聚體等，導(dǎo)致其穩(wěn)定性差，在加工和使用的過程中也更容易造成氣紋、模垢、析出等一些列問題。在新能源領(lǐng)域，特別是一些非傳統(tǒng)客戶選擇材料時，會對MPP的使用，或?qū)ξ龀鎏岢鰢?yán)格要求。因此，開發(fā)出一種低析出高效率的阻燃協(xié)效劑，成為行業(yè)的一個迫切的需求。

硅系阻燃協(xié)效劑一般為一種具有結(jié)構(gòu)和特殊官能團(tuán)的一類聚硅氧烷，是一種新型高效、防滴落、環(huán)境友好的無鹵阻燃協(xié)效劑。已用于多種聚合物基體的阻燃材料中，具有優(yōu)異而獨特的協(xié)效性能。目前國內(nèi)在尼龍體系中與無鹵阻燃劑復(fù)配使用的硅系阻燃協(xié)效劑非常少，佳華精化認(rèn)為在此領(lǐng)域開發(fā)一款高效經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品，填補(bǔ)行業(yè)空白，滿足改性企業(yè)的迫切需求勢在必行。因此，在2021年底，推出了Javachem?FRSi有機(jī)硅阻燃劑。

Javachem?FRSi是一種含有磷系基團(tuán)側(cè)鏈的環(huán)狀硅氧烷聚合物,其在燃燒材料有機(jī)硅聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)中含有大量的Si-O鍵，由于聚硅氧烷的遷移性決定了它容易遷移至燃燒物的表面，燃燒后生成的二氧化硅及炭層可阻止隔絕氧氣和熱量。此外，環(huán)狀結(jié)構(gòu)中的Si原子連接多個O原子，環(huán)形結(jié)構(gòu)在燃燒過程中可以形成回咬，可以避免像線性硅氧烷聚合物的持續(xù)燃燒,更容易在燃燒表面表面結(jié)殼成炭。

同時在硅氧烷體系中引入磷系側(cè)鏈，使得阻燃效率大大提高。引入磷基團(tuán)也是此款阻燃劑如此出色的原因，大家可能會有一個疑問，體系中已經(jīng)有那么多磷存在了，還缺協(xié)效阻燃劑這一點磷嗎？

我們知道MPP之所以具有如此出色的阻燃協(xié)效效果，是因其為氣相阻燃機(jī)理。不添加MPP的ADP體系，由于尼龍燃燒的表面溫度為500℃，高于ADP 445℃的分解溫度，ADP二乙基分解后，只能存在于凝聚相中，氣相阻燃效果大打折扣。而此時如果添加了具有磷系側(cè)鏈的硅系協(xié)效阻燃劑，其能遷移到表面，側(cè)鏈的磷系基團(tuán)分解以及帶動出來的ADP在表面分解，磷也能在氣相中捕捉自由基，達(dá)到了和MPP同樣的氣相阻燃的效果，大大提高了阻燃效率。這也是在我們開發(fā)過程中真實觀察到的結(jié)果，在同樣的添加量下，我們對比了沒有磷系基團(tuán)的苯基環(huán)體硅烷協(xié)效劑，阻燃效果要比側(cè)基有磷遜色許多。

添加Javachem?FRSi后可大大降低ADP的使用量，目前在我們實驗室最好的效果，1-2份協(xié)效阻燃劑，可以替代3-4份ADP，提高了材料的力學(xué)性能，同時降低成本。

Javachem?FRSi能夠遷移至表面形成一個保護(hù)層，阻止?jié)駳膺M(jìn)入，以及ADP在濕氣條件下析出，從而達(dá)到低析出和低腐蝕的目的，保護(hù)材料和電路系統(tǒng)的安全性。

完善的尼龍?zhí)砑觿w系布局

浙江佳華精化股份有限公司，深耕有機(jī)硅添加劑行業(yè)20年，一直致力于成為材料領(lǐng)域的先行者和開拓者。近年來隨著尼龍市場的蓬勃發(fā)展，我們完善了在尼龍行業(yè)的布局，推出了尼龍黑色母Javachem?PA，尼龍硅酮母粒Javachem?GT，尼龍流變助劑Javachem?HF等可以改善浮纖、提高流動性和加工性，深受客戶喜愛的產(chǎn)品。