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硅酮系阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-10-20 13:17:45
硅酮化合物作为一类新型无卤化阻燃剂,具有优异的阻燃性、加工性与环境友好性。本文主要讲述硅酮系阻燃剂

将硅酮(silicone)化合物作为阻燃剂的研究始于20年纪80年代初期。1981年,Kamber等发表了关于聚碳酸酯(PC)与聚二甲基硅氧烷共混,可使PC阻燃性提高的研究报告。硅酮化合物作为阻燃 剂的后起之秀,开始引起了人们的注意和重视。其后,关于硅酮系阻燃剂的研究与开发日趋活跃。

虽然硅酮系阻燃剂的开发时间落后于卤系阻燃剂(20世纪40年代)和磷系阻燃剂(20世纪60年代),但是,硅酮化合物作为一类新型的无卤化阻燃剂,以其优异的阻燃(增效)性、成型加工性、环境友好性而独具风采,具有广阔的发展前景。

有机硅系阻燃剂有硅油、硅树脂、硅橡胶、带功能团的聚硅氧烷、聚碳酸酯-硅氧烷共聚物、丙烯酸酯-硅氧烷复合材料以及硅凝胶等。

“D1C1RM系列”阻燃剂,即分别是不具反应性的 (RM4-7105)、带有环氧基(RM4-7501)、甲基丙烯酸酯基(RM4-7081)和胺基(RM1-9641)官能团的硅树脂微粉。只要在适用的塑料中添加011%~110%的阻燃剂就可改善加工性;添加1%~8%,即可得到发烟量、放热量、CO产生量均低的阻燃材料。

新型硅酮系阻燃剂“XC-99-B5654”是带有芳香基的、含支链结构的特种聚硅氧烷。新型硅酮系阻燃剂产品为颗粒状,软化点为85 ~105℃。

“XC-99-B5654”的突出特点在于对其分子结构(芳基含量、分子量和功能端基的反应性)进行科学设计,以达到最佳水平。与聚甲基硅氧烷相比,它在树脂(如PC)中有十分良好的分散性,对PC、PC/ABS合金不但具有高效阻燃性,而且能大幅度提高 阻燃材料的冲击强度,同时,材料的耐热性、成型性以及再循环加工性俱佳。

新型阻燃PC,即是应用新型硅酮系阻燃剂的成功范例。其艾佐德冲击强度(缺口)高达441J/m,为溴系阻燃PC的3倍左右,阻燃性达UL94V-O级,循环回收特性亦优。


磷酸三苯酯(阻燃剂TPP)是种含磷元素的无卤环保型阻燃剂,面上大多数产品为白色片状结晶,改产品为白色结晶性粉末,也更用于溶解于有机溶剂。产品生产出口厂家主要分布在江苏丶浙江,目前磷酸三苯酯(阻燃剂TPP)生产出口厂家价格以江苏为主。


有的文献也将二氧化硅、玻璃纤维、微孔质玻璃与低熔点玻璃等归入硅酮(无机系)阻燃剂之列。

以硅酮化合物阻燃的高分子材料,硅酮系阻燃剂多半会迁移到材料表面,形成表面为硅酮富集层的高分子梯度材料。一旦燃烧时,就会生成硅酮特有的、含有—Si—O—键和(或)—Si—C—键的无机隔氧绝热保护层,既阻止了燃烧生成的分解产物外逸,又抑制了高分子材料的热分解,达到高阻燃化、 低发烟量、低有害性的目的。

以新型硅酮系阻燃剂“XC99-B5654”为例,因其与PC相溶性良好,故能均匀分散于基体树脂中。 燃烧时(约800℃ )则呈熔融态,由于阻燃剂的粘度比PC小,从而产生相分离,硅酮向树脂表面适度迁移、富集,形成均质的阻燃炭化层。

鉴于硅酮的阻燃作用与其表面富集特性有关,所以,硅酮阻燃剂与基体树脂的相溶化程度、硅酮的分子结构和分子量大小决定了被阻燃材料的阻燃性能。

位地等用红外线吸收法,对不同结构和分子量的聚硅氧烷阻燃PC的不燃性残渣进行了分析。以支链型甲基苯基聚硅氧烷阻燃的PC树脂,燃烧时生成如图3所示的交联结构。

硅凝胶与碳酸钾的阻燃体系,对多数聚合物的 阻燃有效。J.W.Gilman等的研究表明[12],添加硅凝胶和碳酸钾的阻燃高分子材料。

对于硅酮系阻燃材料,如果仅是单一的硅酮化合物与基础树脂混炼,则效果并不尽如人意。除了对部分高聚物卓有成效外,其余的不甚理想。而对于聚烯烃(PO)塑料,硅酮系阻燃剂若是与膨胀型阻燃体系相结合,则有显著的阻燃增效作用。

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