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聚甲醛(POM)阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-10-3 15:08:03
聚甲醛(POM)是一种综合性能优良的工程塑料,具有良好的耐腐蚀性、耐油性、耐化学性、低吸水性、耐磨自润滑性、耐蠕变性以及突出的耐疲劳性能,是所有塑料中比强度较为接近金属的树脂品种之一。目前,在整个工程塑料工业中,聚甲醛的年产量仅次于尼龙和聚碳酸酯,位居第三位,已发展成为当今世界五大工程塑料之一。

随着聚甲醛应用领域的日益扩大,对其各方面的性能要求也越来越高。由于聚甲醛的氧指数为14.9%,是塑料中较易燃烧的一种,且有熔融滴落现象,不能满足对阻燃性能要求高的领域,极大地限制了聚甲醛的应用范围,因此需要应用聚甲醛(POM)阻燃剂对其进行阻燃改性。

聚甲醛热稳定性差,受热易发生分解,且分解产物将加速聚甲醛分解;聚甲醛成型加工过程中对聚甲醛(POM)阻燃剂的要求比较苛刻,少量的聚甲醛(POM)阻燃剂分解就会引起聚甲醛材料的大量分解;此外,聚甲醛是高结晶性的聚合物,与其他添加剂相容性差。随着添加剂用量的增加,其物理力学性能大幅度降低,因此想制得阻燃性能良好的聚甲醛具有相当大的难度。

世界上工业发达的国家于20 世纪60 年代起就开始对聚甲醛(POM)阻燃剂以及阻燃聚甲醛进行研究开发,70~80年代最为活跃[4]。我国对聚甲醛阻燃性能的研究起步较晚,在安徽省化工研究院承担国家“八五”攻关课题《聚甲醛(POM)阻燃剂的研究》以前,聚甲醛的阻燃研究在国内还是空白。

由于适用于聚甲醛的阻燃剂体系比较少,且阻燃剂添加方法比较单一,大量添加阻燃剂会使其力学性能明显下降。因此,制备性能优良的阻燃聚甲醛很困难,本文将对不同的阻燃体系、阻燃剂不同添加方法作以简要介绍。

适用于聚甲醛的阻燃剂根据不同的阻燃剂体系可分为以下几类。

无机阻燃剂具有热稳定性好、毒性小或无毒、不产生腐蚀性气体,在存储过程中不挥发、不析出、有持久的阻燃效果等优点,并且原料来源丰富,价格低廉。特别是现在对阻燃产品的环境安全性和使用安全性的要求日趋严格的情况下,无机阻燃剂显得越来越重要。目前,商业化的无机阻燃剂主要有氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、聚磷酸锌等。刘鹏波等选用Mg(OH)2作为聚甲醛 的阻燃剂,并且研究了其对聚甲醛阻燃效果及力学性能的影响。



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。

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

磷酸三苯酯(阻燃剂TPP)主要用途:用作硝化纤维、醋酸纤维膜的阻燃性增塑剂、聚氯乙烯的增塑剂、粘胶纤维中的樟脑不燃性代用品。


随着Mg(OH )2 阻燃剂的加入,聚甲醛的阻燃性能有较大的提高,当Mg(OH)2的加入量为60% 时,氧指数由15%提高到40%,水平燃烧速度由0.33mm/s降至0.31mm/s。但是聚甲醛与无机阻燃剂Mg(OH)2的相容性差,阻燃剂的加入使聚甲醛的力学性能下降。

冯定松等研究了在共聚甲醛中加入Al(OH)3 或Mg(OH)2,结果表明:填充40%Al (OH)3 或Mg(OH)2 其燃烧速率降为纯共聚甲醛的一半,当Al (OH)3加入量占共聚甲醛质量的60%时,产物完全不燃;与Al(OH)3相比Mg(OH)2 的阻燃效果较差。将Al (OH)3 用铝偶联剂预处理后再与共聚甲醛共混,能明显改善其力学性能,且不影响其阻燃性。加入硬脂酸锌可明显改进其流动性。二者并用可明显增加共混材料的强度及流动性。以36%的聚甲醛、60%的Al(OH)3、4%的铝酸酯偶联剂制得的Al(OH)3 阻燃聚甲醛的燃烧特性为2s内无明火;拉伸强度为18.2MPa,缺口冲击强度为4.0kJ/m2。

赵小平等从硼系阻燃剂中筛选3,5水合硼酸锌;钼系阻燃剂中筛选钼酸铵对聚甲醛进行阻燃改性,发现用150g 聚甲醛,1g抗氧剂3114,1g三聚氰胺,0.5g外润滑剂EBS,加入20g硼酸锌时阻燃聚甲醛氧指数达到18%,但模压时有较强甲醛气味。此现象说明,硼系阻燃剂硼酸锌易引起聚甲醛分解,不适宜作为聚甲醛的主阻燃剂;当加入钼酸铵20g时阻燃聚甲醛氧指数可以达到18.5%,且加工时无甲醛气味,所得样板密实。钼系阻燃剂基本上不会引起聚甲醛的分解,并且阻燃效果也较好。

将Mn、Ba、Sr、Ca或Mg的硼酸盐加入到聚甲醛中得到自熄配方。用钼化合物,如MoO3、MoS2、(NH4)Mo2O7、CaMoO4等和磷或磷化合物阻燃聚甲醛。

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