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溴化苯乙烯聚合物阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-1-23 14:13:14
在过去二十年来,亚太地区由于消费型电子产品的发展推动了整个阻燃剂工业的发展。消费型电子产品要用到许多工程塑料特别是各种阻燃尼龙。

尼龙可以被卤/锑或其它阻燃协同体系阻燃,也可以用红磷或三聚氰胺类的无卤阻燃体系来阻燃。从量的角度来说,卤/锑协同体系仍然是使用最广泛的尼龙阻燃体系。在欧洲和亚洲的一些地区,人们正在致力于寻找卤素阻燃剂的替代品。但通常说来这些替代体系一般都存在热稳定性低或吸潮等问题。对于红磷来说,还有储存的问题,因其本身为易燃品。

尼龙中所使用的主要几种阻燃剂,它们具有各自的优缺点。(1)含卤阻燃体系:其中最重要的也是在国外应用最广的一种就是溴化苯乙烯聚合物,溴化苯乙烯聚合物阻燃剂具有极其优越的热稳定性,并且由于它与尼龙是熔融可混的,因而在加工过程中具有很好的流动性。

此外,用溴化苯乙烯聚合物阻燃剂制备的阻燃尼龙还具有优越的电性能和较好的物理机械性能。溴化苯乙烯聚合物阻燃剂的局限性在于光稳定性较差且与尼龙尚不能完全相容。另外其成本与目前国内应用较广的十溴联苯醚相比较高。

另外一种在尼龙中应用了许多年的阻燃剂就是敌可燃,它是一种含氯的阻燃剂,具有较高的阻燃效率和电性能,但其在热稳定性方面的局限性使之仅适用于加工温度较低的尼龙阻燃体系。

目前在国内应用最广的阻燃剂就是十溴联笨醚,由于其较高的溴含量而对尼龙具有较高的阻燃效率,是最经济的一种阻燃剂。但由于它是一种填料型阻燃剂,因而对加工流动性及产品的物理机械性能有很大的负面影响。

此外,其热稳定性和光稳定性也教差。近几年来,人们开发的在尼龙阻燃方面使用的一种新阻燃剂为十溴二苯氧基乙烷,它与十溴联苯醚具有相同的溴含量和同样高的阻燃效率,且与溴化苯乙烯聚合物一样无DPO(即所谓的二噁因)的问题。此外,它还具有较好的热稳定性和光稳定性。其局限性在于它与十溴联苯醚一样同属填料型阻燃剂,与聚合物相容性较差,因而加工流动性和制品的物理机械性能较差。此外与十溴联苯醚相比成本上升较高。

无卤阻燃体系:尼龙中应用较广的无卤阻燃剂是红磷和三聚氰胺盐类。红磷具有很高的阻燃效率并能改善制品的抗电弧性,但其储存及颜色方面的局限性大大限制了其在尼龙中的应用,一般只应用于尼龙6中。另一种在尼龙中使用的无卤阻燃剂是三聚氰胺盐,主要是三聚氰胺尿酸盐和磷酸盐。它们具有较好的阻燃效率,但热稳定性较差,且由于易吸潮而使得制品在潮湿环境下电性能较差。综上所述,用溴化聚苯乙烯制备的阻燃尼龙具有最佳的综合性能,下面我们就集中讨论这类阻燃剂。


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在产品制备工艺上,先溴化后聚合,而其他的工艺是先聚合后溴化。这两种工艺有着本质区别。先聚合后溴化的工艺不可避免地会在制备过程中产生副产单位物从而降低最终产品的热稳定性。虽然也采取了一些额外的工序去掉这些副产物,但仍然会有少量杂质残留从而影响最终产品的热稳定性。

溴化苯乙烯聚合物的制备工艺起点是先溴化苯乙烯单体。这种单体可以是均聚的,也可以是共聚的。

先溴化苯乙烯单体再聚合这种工艺与先聚合再溴化工艺相比具有其自身的优点和缺点:

(1)第一个优势就是可以得到低水解溴,这种低水解溴具有高热稳定性,可以使得尼龙在较高的加工温度下仍能保持较好的物理机械性能。此外低水解溴还能使得阻燃树脂具有很好的起始颜色并能在整个加工过程中保持这种较好的颜色。

(2)这种工艺的第二个优点是可以灵活调节阻燃剂的分子量从而优化最终产品的性能如强度性能与加工流动性。较高的加工流动性势必要求较高的加工温度,而较高的加工温度又容易引起树脂的降解,从而降低产品的物理机械性能。通过控制阻燃剂的分子量,我们可以在兼顾其他性能的同时满足用户最重要的要求。当然,这种阻燃剂是熔融可混的,本身就有利于加工流动性的提高。

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