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国家发明无卤阻燃化技术让PE耐热性提高

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2014-4-18 22:12:54
 

  在国家自然科学基金、国家“863”计划项目和国家支撑/重点科技攻关计划项目的支持下,王玉忠教授领导的科研团队经过20多年潜心研究,在高分子材料无卤阻燃化的关键技术方面取得了一系列创新成果,申请相关发明专利30余项。由教育部组织的专家组鉴定认为,该项目开发的聚烯烃无卤阻燃技术和聚酯无卤阻燃抗熔滴技术居国际领先水平。王玉忠总结说:“科技攻关要耐得住寂寞,只要坚持总会有所突破。”

  据了解,该成果的主要创新点包括:设计合成了一系列高阻燃性含磷热致液晶高分子,解决了赋予材料高阻燃性后力学性能下降的技术难题;设计合成了无卤超支化高分子高效成炭剂,解决了聚烯烃类高分子材料的无卤化导致阻燃效率低的技术难题;设计合成了支化和可交联型大分子阻燃剂,用于玻纤增强的高分子体系改善了材料力学性能;改善了聚酯的阻燃性与抗熔融滴落性,解决了聚酯类高分子材料阻燃与抗熔滴的矛盾。

  在本年度国家技术发明二等奖的榜单中,典型高分子材料无卤阻燃化关键技术及其应用项目榜上有名。“这个由四五十人历时20多年开发的成果,解决了高分子材料无卤阻燃化的几大技术难题,被国际同行认为是阻燃高分子领域的一项重大突破。” 四川大学化学学院副院长王玉忠教授向记者介绍了他们取得的成果。

  高分子材料因其易燃性而导致的火灾时常发生。在火灾死亡的人当中,大部分是因吸入有害物质窒息死亡。因此,高分子材料的阻燃化近年来受到全社会的广泛关注,其关键技术则是阻燃剂。过去大多使用含有卤素的阻燃剂,随着许多国家禁止使用有毒有害阻燃剂,市场对于环境友好无卤阻燃产品的需求日益迫切。

  然而,高分子材料的无卤阻燃化有很多技术难题急需解决。譬如,对于聚烯烃类高分子材料,无卤阻燃剂的阻燃效率远低于含卤阻燃剂,即无卤化与阻燃的高效相矛盾;对于绝大部分高分子材料,阻燃后往往伴随力学性能下降,即阻燃化与保持或提高其他性能相矛盾;由于玻璃纤维的“烛芯效应”,使许多对非玻纤增强聚合物体系效率很高的阻燃剂在用于玻纤增强体系时阻燃效果明显变差,有的甚至失去阻燃作用;一些通过熔融成型加工的高分子材料,在阻燃与抗熔滴方面存在矛盾等。

  该项目的20多项发明专利先后在8家企业获得应用,通过或获得了20多个国外权威机构的检测与认证,产品大量出口到国外,取得了显着的经济效益和社会效益。据不完全统计,该成果已累计创造20多亿元的经济效益。“如今,随着各国对高分子材料阻燃性要求的不断提高,高效的环境友好无卤阻燃剂和阻燃高分子材料的市场需求急剧扩大,这项技术将会发挥越来越重要的作用。” 王玉忠表示。
他同时指出,由于高分子材料的品种很多,每种高分子材料都有自身的特性,没有一种“万能阻燃剂”能够解决所有高分子材料的阻燃问题。要实现绝大多数高分子材料的无卤阻燃,还需要深化高分子材料的阻燃理论研究,使其更好地指导实践,提升阻燃技术的水平。
美国Ampacer公司推出的用于高、低密度PE的阻燃母粒AmpShield 1199,与传统溴化阻燃剂比较,新型阻燃剂可使PE树脂的耐热性提高20℃。

  其主要应用领域:电线电缆和结构型薄膜。据报道新型阻燃剂对PE树脂的拉伸强度和断裂伸长率影响较小,具有相对低的表面迁移,对印刷、封合及二次加工影响较小。树脂挤出加工温度可达287℃,用量可达18%~20%。阻燃级别可达到V-2级。

  
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