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高效阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-10-26 17:53:10
PPFBS是聚碳酸酯的高效阻燃剂,在聚碳酸酯中添加0.06%--0.1%的PPFBS即可使材料阻燃性能达到UL-94V-0级(3.2mm厚)。需注意的是用量如超过0.1%,不但不能提高材料的阻燃性能还会影响聚碳酸酯的透明性。

为满足更高的阻燃要求,通常可加入少量硅氧烷进行复配,硅氧烷的用量为配方总量的0.02%--0.3%时即可使1.6mm厚样条阻燃性达到UL-94V-0级。其中最常使用的是聚甲基苯基硅氧烷,但是有一些硅氧烷对PPFBS会影响聚碳酸酯的透明性。有研究表明粘度介于1×10的负6次方至3×10负4次方m2/s(20℃)的聚甲基苯基硅氧烷对PPFBS具有较好的协同效果,且以粘度为4×10负6次方至2×10负5次方m2/s(20℃),聚合物分子链中有两个以上硅原子为佳。

PPFBS的价格较高,实际应用中常以部分KSS代替PPFBS以降低成本。如在聚碳酸酯中加0.02%的PPFBS与0.3%的KSS可使材料达到UL-94 V―0级(1.6mm厚) 

在聚碳酸酯用的磺酸盐高效阻燃剂中:KSS使用较广泛,它不含卤素,环保经济。添加0.05%--0.1%即可使聚碳酸酯的氧指数从27%提高到37%左右,而且不会影响聚碳酸酯的透明性。不足之处是单独使用不能满足更高的阻燃要求,如不能使薄壁制件(厚度≤2.5mm)的阻燃性达到UL-94V-0级。实际应用时,常与聚硅氧烷复配使用,此外若同时再加入少量含氟聚合物可使材料阻燃性更佳,其中PAPSQ为聚氨丙基/苯基倍半硅氧烷,PVDF为聚偏氟乙烯。

少量KSS即可使聚碳酸酯氧指数明显增大,当添加量为0.1%时达最大值38.3%,之后呈下降趋势;d线显示,KSS与PAPSQ、PVDF复配阻燃聚碳酸酯氧指数有很大的提高,添加量0.2%时达38.9%。另外UL-94测试结果显示,0.05%0.2%的KSS可使3.2mm厚样条达UL-94 V―0级,但无论多大的添加量都无法l.6mm厚样条达UL-94 V-0级,而KSS与PAPSQ、PVDF复配阻燃聚碳酸酯的1.6mm厚样条可达UL-94 V-0级。从图2可见磺酸盐与含氟聚合物以及硅氧烷并用于聚碳酸酯时具有良好的  协同阻燃效果。


磷酸三苯酯阻燃剂tpp具有良好的透明性、柔软性以及抗菌性,具有耐水、耐油、电绝缘性好和相容性好的优点。主要用于纤维素树脂、乙烯基树脂、天然橡胶和合成橡胶的阻燃增塑剂,也可用于三乙酸甘油酯薄酯和软片、硬质聚氨酯泡沫、酚醛树脂、以及PPO等工程塑料的阻燃增塑。


根据目前已有的研究,可以认为芳香族磺酸盐有加快聚碳酸酯成炭和促进聚碳酸酯交联的作用,硅氧烷有提高聚碳酸酯热稳定性以及促进炭形成的作用。而含氟聚合物有很好的抑制聚碳酸酯熔滴形成作用,关于这三者间的协同机理目前尚不清楚,有待进一步研究。

在众多聚碳酸酯用高效阻燃剂中,磺酸盐系具有添加量少、效率高的优点,但它也存在一些缺陷,如在单独使用时不能满足一些特殊制品如薄壁制件的阻燃要求。从已发表的文献可以看出,添加一些协效剂如硅氧烷、含氟聚合物等可以进一步提高其在聚碳酸酯中的阻燃效果。因此,对磺酸盐系阻燃剂的复配技术的研究,将是今后的研发方向之―。

在阻燃领域中,氯化石蜡、溴-氯化石蜡均被广泛地应用。含氯质量分数40%以下的氯化石蜡主要用作增塑剂,含氯质量分数50%~70%的氯化石蜡,特别是氯化石蜡-70,是一种用途广泛的添加型阻燃剂。以文献[8]中报道的配方为例:在100份PVC中加入DOP30份,氯化石蜡-5020份,Sb2O33份及适当的其他助剂,制得试样的氧指数可达到30。但是就阻燃效率而言,氯系阻燃剂远比溴系阻燃剂逊色(如以阻燃元素质量计,氯系阻燃剂仅为溴系阻燃剂的50%),所以近20年来,部分氯系阻燃剂为溴系阻燃剂所取代,如近年新开发的一类阻燃增塑剂———溴-氯化石蜡。溴-氯化石蜡的总卤含量高(50%~70%),具有优异的阻燃性、增塑性及适当的黏度,与很多高聚物相容,且价格低廉,有着良好的发展前景。

聚氯乙烯(PVC)制品可分为硬质和软质两大类,PVC的含氯量达56%,其氧指数大于45,因此硬质PVC只有在极个别的情况下才需要进一步阻燃。但是软质PVC中加入65份(以100份PVC计,下 同)易燃的酯类增塑剂(如邻苯二甲酸二辛酯),其含氯量可降至36%,氧指数可低至22。同时,软质PVC由于硬度小,可以在一定的场合替代橡胶,所以广泛地应用于建筑、汽车、电缆等有阻燃性要求的行业,因此软质PVC的阻燃是必要的。目前,用于阻燃软质PVC的阻燃剂有很多,包括磷酸酯、氯化石蜡、三氧化二锑、氢氧化镁(MDH)、硼酸锌等。

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