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环氧树脂膨胀型阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-1-27 15:39:39

添加环氧树脂膨胀型阻燃剂涂料的燃烧实验分析根据GB15442.2–1995《大板燃烧法》,使用酒精灯对木板进行灼烧。

对未加环氧树脂膨胀型阻燃剂的涂料涂膜进行点燃,发现在4.75min时开始燃烧,在5.45min时涂层被烧穿;对加有环氧树脂膨胀型阻燃剂的涂料涂膜进行点燃,涂层表层要10min才能燃烧,而要将其烧穿需要11.85min。

添加环氧树脂膨胀型阻燃剂对涂膜的阻燃时间有一定的提高。相对于未经阻燃处理的木板来说,涂覆了环氧树脂改性水性聚氨酯阻燃涂料的木板在相同条件下具有着火时间延迟,热释放率大大降低,2min内总释放热量明显下降的特点。

其主要原因是:由于采用的是膨胀型阻燃剂,受热后涂层膨胀并开始发泡,产生大量的NH3、CO2、H2O等不燃的气体,阻碍了热对木板基材的传递,同时也阻碍了木板受热分解产生的可燃烧性气体的传递并稀释了可燃烧性气体,这就直接造成了涂料饰面着火时间与素板相比延后的结果。

由于试件在成碳剂、发泡剂的联合作用下形成致密的碳化层,且碳化层的热传导率仅为板材的1/3~2/3,阻碍了内部木板基材的进一步燃烧。

E-44改性聚氨酯涂料及其阻燃涂料的TG曲线可以看出,E-44环氧树脂改性与E-44环氧树脂改性+阻燃试样的起始分解温度ti都是200°C,在此温度前,试样的质量基本不变,质量损失率分别为12.6%和1.5%,其热反应终止温度tf分别为400°C和450°C,两者ti–tf间的热质量损失率分别为55.6%和54.1%。

以上分析说明,加入阻燃剂的涂料涂膜的热解失重变缓,涂膜的失重得到了控制。加入阻燃剂的涂料涂膜比没加阻燃剂的涂料涂膜先分解,是因为阻燃体系本身的三聚氰胺先反应放出阻燃气体NH3、H2O等,它们可以稀释空气中的氧及可燃气体的浓度,延缓其燃烧。因此,热分解起始温度降低,减少可燃气体的生成,促进木材的脱水碳化。

未加阻燃剂的涂料出现了一个小的失重台阶,这说明其稳定性较差,易于分解。同时发现,热解残余物为致密的黑色碳化物,这种碳化物对阻燃是有利的。E-44环氧树脂改性+阻燃试样的曲线明显高于E-44环氧树脂改性试样。终止温度越高,对阻燃越有利。

该阻燃体系的残余含碳量提高,挥发物减少,碳化程度提高。形成一层有一定厚度的碳层,可以增加涂料的阻燃作用,起到很好的隔热、隔氧、抑烟和防熔滴的作用。可以认为,残碳量可以作为阻燃效果的评价标准,残碳量越高,阻燃剂的有效性越好。


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采用共混法将环氧树脂加入到水性聚氨酯乳液中,能提高涂膜吸水率与附着力。随着环氧树脂含量的增加,环氧树脂改性水性聚氨酯乳液的黏度增加,过高的黏度对工业生产不利,因此适宜的环氧树脂加入量为10%。改性的水性聚氨酯涂膜吸水率明显降低,仅为16.5%。

通过燃烧试验可以得出,改性涂料涂膜的阻燃时间提高了近一倍,阻燃效果良好。热重分析表明,E-44环氧树脂改性+阻燃试样的热失重曲线明显高于E-44环氧树脂改性试样,终止温度越高,对阻燃越有利,两者ti–tf间的热失重率分别为55.6%和54.1%。

环氧树脂用量对涂膜吸水率的影响可以看出,涂料的吸水性在环氧树脂添加量为10%时,其值最低,但由于缺乏环氧树脂含量更高的涂层作为比较,因此补做一组实验,其中环氧树脂加入量为12%,然后进行改性涂料的制备。

环氧树脂用量与涂膜吸水率的关系可知,随着环氧树脂用量的增加,涂膜的吸水率下降,但当环氧树脂量达到12%时,涂膜的吸水率大幅度提高。这是因为环氧树脂含量过高,材料内部除了有新生成的酯键外还存在过剩的羟基,降低了聚氨酯乳液的耐水性。环氧树脂的添加量决定着最终的吸水率,以10%为宜。

处理ABS阻燃时一定要考虑冲击强度是否下降、热变形温度、熔体流动指数和光稳定性是否受到影响。常用的有十溴二苯醚、溴化环氧树脂(BER)、四溴双酚A等。一些新开发的溴化环氧树脂(BER)能保持ABS原有的热稳定性、热老化性、加工性、光稳定性以及阻燃剂本身不渗出等特点。

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