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苯乙烯阻燃协效剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-1-27 15:39:35
先溴化苯乙烯单体再聚合很容易制备共聚物,这种共聚物可以改善苯乙烯阻燃协效剂与聚合物的相容性。

即使少量的共聚物,如0.5~2%的共聚物产就可以显著改善苯乙烯阻燃协效剂与尼龙的相容性,从而可以降低苯乙烯阻燃协效剂及熔滴抑制剂的用量。先溴化苯乙烯单体再聚合这种工艺制备出的产品是颗粒状,与树脂本身的形态一致,极便于加工。

最后一点就是先溴化苯乙烯单体再聚合这种工艺可以灵活改变产品的溴含量,从而在阻燃效率、产品物理机械性能及加工流动性之间寻找平衡点,因为通常这些性能之间是有矛盾的。这种工艺的缺点就是我们所制备的产品的溴含量目前尚比竞争对手低,这就意味着要达到相同的阻燃级别,阻燃剂的添加量要略大。

PDBS80是一种二溴苯乙烯聚合物,含有59%~60%的溴。最初是用在高温尼龙和PET中,在过去的十年中已成为高温尼龙和PET的标准阻燃剂。之所以这样是由于PDBS80卓越的加工流动性和热稳定性,而这两种性能对于高温尼龙和PET来说是非常重要的。

此外用这种阻燃剂制备的阻燃尼龙颜色非常好。这种产品的主要缺点是溴含量较抵,但阻燃特性上要多2~3%。

为了克服PDBS80溴含量低的缺点,又开发了从64~65%溴含量单体出发的一系列新产品。第一个产品就是FiremasterPBS64TM。它是二溴苯乙烯和三溴苯乙烯的均聚物,主要也是应用在高温尼龙和PET中。它在保持了PDBS80的高热稳定性和流动性的同时溴含量有了一定程度的提高,因而可以降低添加量和成本。但是,PDBS80在起始颜色和颜色稳定性方面要略优于PBS64,因而如果在颜色方面有较高要求的话,仍需用PDBS80。

为了在PBT,尼龙6及66行业更有竞争性,又开发了另一个具有64~65%溴含量的溴化苯乙烯聚合物产品,即FiremasterPBS64HW。它也二溴苯乙烯和三溴苯乙烯的均聚物,但分子量比PBS64要高,因而用该阻燃剂制备的阻燃尼龙和聚脂具有最佳的物理机械性能。此外其制备成本在溴化苯乙烯聚合物中是最低的,因而是该系列产品中最经济的选择。但该产品的流动性和颜色稳定性要略低于PDBS80和PBS64,但仍高于竞争对手的产品。只是其溴含量仍低于竞争对手的68%溴含量。

从外观上看都是浅琥珀色,但溶入聚合物中后,几乎对聚合物本身的颜色没有影响。含PBS64HW的产品综合物理机械性能最佳,含PBS64的产品流动性最好,为了进一步证实溴化苯乙烯聚合物卓越的热稳定性,我们又做了一系列深入的实验,比较了不同配方30%玻纤增强阻燃尼龙在不同温度下物理性能的保留值。

因为阻燃尼龙物理机械性能的下降主要是由于添加剂的热分解造成的。从这些实验结果可以得出,用溴化聚苯乙烯制备的阻燃尼龙,其物理机械性能随温度升高下降速度较快,特别当温度大于330°C时迅速下降。


磷酸三苯酯阻燃剂tpp质量标准:

外观:白色片状结晶

含量:≥99%;

酸值(mgKOH/g):≤0.1;

游离酚:≤0.1%;

凝固点:≥47.0℃

色度(APHA):≤60;

水分:≤0.1%

密度(50℃,g/cm3):1.185-1.202


因而含有该阻燃剂配方的阻燃尼龙不能在高于340°C的温度下加工。而含溴化苯乙烯聚合物的阻燃尼龙在高温下各项物理机械性能保持较好,尤其突出的是颜色稳定性。这些现象都证明了溴化苯乙烯聚合物的高热稳定性。

前面曾经讲道上述溴化苯乙烯聚合物尚不能与聚合物完全相容,因为通常这些阻燃剂都分布在聚合物的非连续相。研究表明少量的共聚物可以明显改善阻燃剂与聚合物的相容性。

FiremasterCP44B,是PBS64HW与甲基丙烯酸缩水甘油脂的共聚物。0.25~1%的共聚物就可明显改善相容性,添加量大了反而会影响加工的流动性及最终产品的物理机械性能。这么低添加量的共聚物之所以能显著改善阻燃剂与聚合物的相容性是因为它能与尼龙或聚脂的酸性端基反应,从而使得阻燃剂能均匀地分布与整个聚合物中。

相容性改善后,阻燃协效剂(如ATO)的用量可以降低,从而最终阻燃树脂的密度也会降低。此外,可以完全不用或明显降低熔滴抑制剂的用量,而这种熔滴抑制剂通常是非常昂贵的。

综上所述,溴化苯乙烯聚合物系列产品为阻燃尼龙的配方的改进和开发提供了新的平台。当然这一技术还有待改进的地方,比如热稳定性的进一步提高及溴含量的提高。

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