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高分子材料阻燃剂技术

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-1-5 11:01:00
高分子材料已广泛应用到工业、民用和建筑等各个领域,由于这些材料大部分是由碳氢元素组成且易燃,具有潜在的火灾危险性。采用高分子材料阻燃剂技术可以克服或降低高分子材料的可燃性,减少火灾的发生及蔓延。

高分子材料阻燃剂技术主要通过阻燃剂使聚合物不容易着火或着火后其燃烧速度变慢。阻燃剂按其使用方法分为反应型和添加型两种。

高分子材料阻燃剂技术(1)添加型阻燃剂可分为有机阻燃剂和无机阻燃剂,它们和树脂进行机械混合后赋予树脂一定的阻燃性能,主要用于聚烯烃、聚氯乙烯、聚苯乙烯等树脂中。它的优点是使用方便、适应面广,但对聚合物的使用性能有较大的影响。

高分子材料阻燃剂技术(2)反应型阻燃剂是作为一种反应单体参加反应,使聚合物本身含有阻燃成分。多用于缩聚反应,如聚氨酯、不饱和聚酯、环氧树脂、聚碳酸醋等。反应型阻燃剂具有赋予组成物或聚合物永久阻燃性的优点。

阻燃剂大多数是元素周期表中的第VA,ⅦA和ⅢA族元素的化合物。如第VA族的氮、磷、砷、锑和铋的化合物,第ⅦA族的氯和溴的化合物以及第ⅢA族的硼、铝的化合物。此外硅、镁和钼的化合物也可作阻燃剂使用。其中最常用和最重要的是磷、氯、溴、锑和铝的化合物。

理想的阻燃剂应当是无色,易于加入聚合物或组成物中,与其他组分相容性好,对热和光的反应稳定,且具有良好的阻燃性和非迁移性,对聚合物的物理性能没有明显的不利影响。另一方面,阻燃剂本身的毒性较小,当加入到聚合物后不增加材料燃烧过程中的毒性。

在人们对阻燃剂及阻燃材料需求量增大的同时,人们对阻燃剂及阻燃材料的性能要求也更加多面化。到目前为止,绝大多数阻燃剂不能同时满足上述这些性能要求,往往是增加阻燃性能的同时影响材料的其他性能。因此,综合性能优化的阻燃技术是将阻燃性能、物理性能和应用性相互和谐统一,满足材料的使用要求及减少火灾风险。


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


目前广泛使用的含卤材料具有优良的阻燃性。但是当火灾发生时,由于这些材料的分解和燃烧时会产生大量烟雾,其主要起阻燃的卤化氢是有毒、有腐蚀性的气体,从而妨碍救火和人员的疏散,腐蚀仪器和设备,造成“二次灾害”。因此,它将被逐渐淘汰,取而代之的是更为清洁、环保的综合性能优化的阻燃技术及其产品。

阻燃高分子材料一般高分子材料的阻燃性能比较差,其阻燃性能主要是通过添加阻燃剂来获得。按照化学组成,阻燃剂可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂。无机阻燃剂主要包括无机硅系阻燃剂、纳米无机物阻燃剂、石墨阻燃剂、无卤阻燃剂等;而有机阻燃剂主要是指有机硅系、卤系等阻燃剂。

目前我国使用的阻燃剂主要以有机卤系阻燃剂为主,尽管它与有机高聚物相容性好,阻燃效果好,添加量很少,对材料的其他性能影响很小,但在燃烧过程中发烟量较大,且释放出有毒性、腐蚀性的卤他氢气体。与有机阻燃剂不同,无机阻燃剂虽具有无卤、无毒、低烟等优点,但却存在添加量大且与基材亲和力差的缺点,对材料的加工和力学性能影响很大。

经表面处理后的阻燃剂和未经处理的阻燃剂与树脂进行混溶性实验,发现经表面处理后的阻燃剂与树脂的混溶性大大改善。这一切都有利于填充物力学性能的提高。据研究,硅烷偶联剂处理阻燃剂主要有三方面的效果。提高与聚合物之间的润湿性能;增强与聚合物的粘结性;形成特殊的界面层,有缓和聚合物和阻燃剂之间的残余应力的作用。另外,无机阻燃剂进行表面处理后填充物的氧指数变化不大。

五氧化二磷在用量较少时,甲基膦酸二甲酯过量,体系内阻燃剂有效成分降低;当五氧化二磷用量为150 g时,体系内反应完全,此时燃烧炭长较短,由于阻燃剂与棉织物反应最充分,从而断裂强力损失率也较大;当五氧化二磷用量继续提升时,整个体系五氧化二磷过量,过量的五氧化二磷使得季戊四醇脱水,从而阻燃剂外观发黑,阻燃效果也有所降低。

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