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abs树脂阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-12-30 10:55:48
abs是丙烯腈(acrylonitrile)、1,3-丁二烯(butadiene)、苯乙烯(styrene)三元共聚物,广泛应用于军工、电子电器、汽车、通讯、日用家具等领域。但是,abs极限氧指数仅为18.3-20.0%(小于21%),属易燃品,且在燃烧时会释放大量的黑烟和有毒气体,大大限制了其应用,故abs树脂阻燃剂成为研究的重点和热点。

就abs树脂阻燃剂而言,采用添加型化学阻燃剂最为有效。目前,改善abs树脂阻燃性能的方法主要有:(1)改变abs树脂共聚物的组成和结构。如加入反丁二烯酸酯或三溴苯乙烯作为第四单体与苯乙烯、丁二烯、丙烯腈进行聚合,得到四组分阻燃共聚物。该法阻燃持久性好,但需要在abs树脂加工过程中加入,其工艺复杂,成本高因而较少使用;(2)混合高阻燃树脂。如聚氯乙烯(pvc)、氯化聚氯乙烯(cpe)等。该法需加入大量高阻燃树脂,才能有效。添加量过大必然影响abs树脂的固有性能;(3)直接加入abs树脂阻燃剂。该法使用方便,应用广泛,通用性强,是目前abs树脂阻燃技术最常用的方法。

卤系阻燃剂:选择abs阻燃剂时,应考虑各种因素,但最重要的是物理-机械性能中的冲击强度、热变形温度(hdt)、熔体流动指数和抗uv的稳定性。阻燃剂对abs的力学性能,即拉伸强度和弯曲强度影响不大。在目前广泛使用的溴系阻燃剂中,特别推荐使用的是:btbpoe(熔点约220℃)、obdpo(熔点130℃~150℃或80℃~90℃)及tbbpa(熔点约180℃),这三种也是工业上最常使用的阻燃剂。

氯系阻燃剂(cfrs)包括氯化石蜡、五氯硬脂酸甲酯、六氯环三磷腈、得克隆(dcrp)等。

在abs的阻燃配方体系中,tbbpa的阻燃性能最好,氧指数(loi)33.6%,ul-94v-0级;其次btbpie的loi为31.2%,ul-94v-0级;再次dbdpo的loi为30.4%,ul-94v-0级。

卤-锑协同阻燃:为提高阻燃效率,常采用协效阻燃技术(se),其中最重要的协效剂是sb2o3。组成卤-锑协效体系统,该体系的协效作用模式有:自由基捕获机理、凝聚相和气相阻燃机理及物理作用。

物理因素有:(1)卤化锑蒸汽能较长时间停留在燃烧区,可稀释可燃性气体,且三卤化锑蒸汽密度大,被覆盖的聚合物基质表面可隔绝热、氧,形成“毯子”效应。(2)卤氧化锑的分解是吸热反应,可有效降低聚合物的温度和分解速度。(3)液态及固态三卤化锑微粒的表面效应可降低火焰能量。(4)生成的碳层可将聚合物封闭,阻止可燃气体从聚合物内部逸出进入火焰区。(5)在卤-锑系统阻燃的聚合物中,卤-锑系统能吸收高聚物裂解生成的可燃气体燃烧时所释放的能量,因此为了维持燃烧,必须增大外部热流以提高高聚物气化的质量和速度,否则致使燃烧中断。热化学计算表明,许多卤-锑系阻燃剂的作用与其吸热分解和热容量有关。


磷酸三苯酯tpp是种含磷元素的无卤环保型阻燃剂,面上大多数产品为自色片状结晶,改产品为自色结晶性粉末,也更用于溶解于有机溶剂,TPP不溶于水,溶于苯、氯仿、醚和而酮,微溶于Z醇。微具芳香气味,微有潮解性,不易燃烧。熔点约50℃,受热时快速熔化成箍状,润精效果极佳,常作为阻燃增塑润精剂使用。它在许多塑料和树脂用作阻燃剂,如酚醛树脂,环氧树酯等。


溴系阻燃剂:sb2o3对abs阻燃中,以obdpo和tbbpa的阻燃性较佳,加入sb2o3具有显著的协效作用,尤其以obppo和pdbs与sb2o3的协效作用更好。

18%tbbpa 6%sb2o3阻燃体系loi为28.1%;18%obdpo 6%sb2o3阻燃体系的loi为27.9%。

十溴二苯乙烷(dbdpe) sb2o3对abs阻燃。abs为75.4phr和dbdpe为17.0phr时loi达28.1%,ul-94v-0级。

含f添加剂对br-sb系统对abs阻燃。加入少量聚四氟乙烯(ptef),可改善材料的阻燃性能。在abs阻燃体系中加入0.5phr(份数)的ptef氧指数达到28.5%,比未加入的loi17.5%,提高11%数量级,阻燃性ul-94v-0级。

溴化物:三氧化二锑 氯化聚乙烯(cpe)对abs阻燃。溴化物为:ber(有三类ber-1、ber-2和ber-3)、obdpo、tbbpa、 btbpoe、 bpbpe 、btbpie。

为使abs达到ul-94v-0级。采用较佳配方体系:溴含量8%,sb2o34%,cpe6%。为使配方中的溴含量达到8%,ber-1用量应为15.8%,ber-2为14.5%,ber-3为13.8%;obdpo为10%,tbbpa为13.5%,btbpoe为11.4%,bpbpe为9.8%,btbpie为11.9%。

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