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        聚丙烯常用阻燃劑

        瀏覽:1947次 發布日期:2019-05-14 字號:  

        可用于聚丙烯的阻燃劑的品種繁多,按化學組成成分可歸納為兩大類:有機阻燃劑與無機阻燃劑;按使用方法又分為反應型和添加型。具有代表性的阻燃劑有溴系、磷氮系、磷系及氫氧化鋁、氫氧化鎂等。

         

        1.溴系阻燃劑

         

        溴系阻燃劑在20世紀70~80年代中期曾經歷了一個快速發展的黃金時代,由于C-Br鍵的鍵能較低,大部分溴系阻燃劑在200-300下會分解,此溫度范圍正好也是聚丙烯的分解溫度范圍,所以在聚丙烯受熱分解時,溴系阻燃劑也開始。進行分解,并能捕捉其降解反應生成的自由基,從而延緩或終止燃燒的鏈反應。同時釋放出的HBr本身是一種難燃氣體,這種氣體密度大,可以覆蓋在材料的表面,起到阻隔表面可燃氣體的作用,也能抑制材料的燃燒。這類阻燃劑還能與其他一些化合物(如三氧化二銻)復配使用,通過協同效應使阻燃效果明顯得到提高。溴系阻燃劑在聚丙烯阻燃應用上具有重要地位,目前的主要產品有十溴二苯醚、四溴雙酚A、四溴二季戊四醇、溴代聚苯乙烯、五溴甲苯和六溴環十二烷等。溴系阻燃劑的主要缺點是降低被阻燃基材的抗紫外線穩定性,燃燒時生成較多的煙、腐蝕性氣體和有毒氣體,使其應用受到了一定限制。

         

        2.-氮系阻燃劑

         

        -氮系阻燃劑又稱膨脹型阻燃劑,含有這類阻燃劑的高聚物受熱時,表面能夠生成一層均勻的碳質泡沫層,起到隔熱、隔氧、抑煙的作用,并防止產生熔滴現象,故具有良好的阻燃性能。磷-氮相互作用,燃燒時形成致密的炭層,阻止可燃氣體的進入,終止燃燒過程。國內已有多家開發類似的阻燃劑產品。譬如:南通澤西新材料科技有限公司的FR-PP200聚丙烯專用無鹵阻燃劑在添加量達到28%時,可達UL94 V-0等級。且生煙量小。不含鹵素成份。

        3.磷系阻燃劑

         

        磷系阻燃劑起阻燃作用在于促使高聚物初期分解時的脫水而碳化。這一脫水碳化步驟必須依賴高聚物本身的含氧基團,對于本身結構具有含氧基團的高聚物。它們的阻燃效果會好些。對于聚丙烯來講,由于本身的分子結構沒有含氧的基團,單獨使用磷系阻燃劑時阻燃效果不佳,但是如果與AL(0H)3Mg(OH)2等復配即可產生協同效應,從而得到良好的阻燃效果。

         

        常用的有機磷系阻燃劑有磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三(二甲苯)酯、丙苯系磷酸酯、丁苯系磷酸酯等。磷酸酯類的特點是具有阻燃與增塑雙重功能。它可使阻燃劑實現無鹵化,其增塑功能可使塑料成型時流動加工性變好,可抑制燃燒后的殘余物。產生的毒性氣體和腐蝕性氣體比鹵系阻燃劑少。其主要優點是效率較高;對光穩定性或光穩定劑作用的影響較小;加工和燃燒中腐蝕性小;有阻礙復燃的作用;極少或不增加阻燃材料的質量。但大多數磷酸酯類阻燃劑也存在著一些缺點。如耐熱性差、揮發性大、相容性不理想,而且在燃燒時有滴落物產生等。

         

        4.氫氧化鋁

        Al(OH)3(簡稱ATH)200-300之間分解,吸熱量為1 967.8 J/g,是集阻燃、抑煙、填充三大功能于一身的阻燃劑。它具有無毒、無腐蝕、穩定性好、不揮發、高溫下不產生有毒氣體的優點,且價格低廉、來源廣泛。但作為阻燃劑,它也有填充量大、力學性能下降、加工性變差的缺點。Al(OH)3開始分解的溫度正處于聚合物從凝相變為液相過程中,故對抑制聚合物材料早期溫度的上升起作用。當Al(OH)3添加質量分數為40%時,可顯著減緩材料的熱分解速度,具有阻燃及降低發煙量的效果。

         

        5.氫氧化鎂

        氫氧化鎂在340-490之間分解,吸熱量為782.9 J/g,熱穩定性好,具有良好的阻燃及消煙效果,特別適宜于加工溫度較高的聚丙烯材料。Mg(OH)2用于PP(添加量大于50%)具有良好的阻燃效果,優于Al(OH)3。在相同的填充量下,不同的氫氧化鋁、氫氧化鎂配比其阻燃效果差別不明顯,但兩種復合使用比單獨使用效果要好,因為雖都是脫水反應,但在分解溫度和吸熱量上有差別。氫氧化鎂需在更高的溫度下才脫水,并同時有碳化效果。而氫氧化鎂的吸熱量相對小些,因其抑制材料溫度上升的效果不如氫氧化鋁,兩者復合使用則能相互補充,其阻燃性能比單獨使用效果要好。但Mg(OH)2也有耐酸性差、分散性及相容性差的等缺點,需開發相容性好的新品種。

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