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聚碳酸酯阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-11-10 15:07:50
聚碳酸酯本身具有一定的阻燃性,依据相对分子质量及不同接枝情况,氧指数为21%--24%,阻燃性能达UL-94 V-2级,优于普通塑料,聚碳酸酯虽然能自熄,但仍难以满足某些应用领域如电视机、电脑、打印机的机壳和组件、变压器线圈、汽车部件、建筑材料等对聚碳酸酯阻燃性能的要求。此外,聚碳酸酯燃烧时滴落的热熔体很易引起附近的材料着火。为此,必须对聚碳酸酯进行阻燃改性,聚碳酸酯阻燃剂是聚碳酸酯最常用的添加剂之一。

目前聚碳酸酯常用的阻燃剂主要分为溴系、有机磷系、硅系、磺酸盐系、硼系等。溴系阻燃剂因其对环境造成污染而逐渐被限制使用。磷系阻燃剂添加量大:一般为10%-30%,多数分解温度比较低,易腐蚀模具,有些还会影响树脂的冲击强度,更甚者在较高温度下会导致聚碳酸酯材料发黄,有机磷系阻燃剂一般多用于聚碳酸酯/ABS合金。有机硅化合物被认为一类高效、无毒、低烟、环境友好性阻燃剂。但成本较高,常与其他阻燃剂复合使用。硼系阻燃剂阻燃效率不高,通常只有与聚硅氧烷并用才能达到较好的效果。

聚碳酸酯阻燃剂阻燃效率高,添加极少量即可使聚碳酸酯达UL 94 V-0级(3.2mm厚),但要满足更高的阻燃性能则需与其他阻燃剂复配使用。

目前工业中常用的聚碳酸酯阻燃剂主要有磷酸三苯酯、苯磺酰基苯磺酸钾(KSS)、全氟丁基磺酸钾(PPFBS)、2,4,5―三氯苯磺酸钠(STB)。―般阻燃剂的阻燃机理可分为:1、气相阻燃,即抑制在燃烧反应中起链增长作用的自由基;2、凝聚相阻燃,即在固相中终止聚合物的热分解和阻止聚合物释放出可燃气体;3、中断热交换,即将聚合物产生的热量带走而不反馈到聚合物上,使聚合物不再持续分解。但磺酸盐对聚碳酸酯的阻燃机理与上述不同,目前大多认为燃烧时它能加快聚碳酸酯的成炭速率,促进聚合物分子交联。



磷酸三苯酯(阻燃剂TPP)产品最重要的指标:白色片状结晶体,含量≥99%,熔点≥48℃,酸值≤0.1,游离酚≤0.1%

原材料:以三氯氧磷、三氯化磷、苯酚。

属于几类危险品:以9类危险品出口。  

包装方式:净重25KG/复合纸袋(内衬黑色塑料袋),一个小柜装12.5吨。

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。


聚碳酸酯与聚碳酸酯/PPFBS的热失重(TGA)谱图可见在455℃-531℃间出现了一个尖峰,503℃时的质量损失速率(MLR)约20%/min,纯聚碳酸酯的TGA谱图显示此温度下的MLR约9%/min,前者约为后者的两倍。此外,添加PPFBS后的聚碳酸酯与纯聚碳酸酯燃烧后的炭残余量并无多大变化(500℃下聚碳酸酯的残余量为40.1%,聚碳酸酯/PPFBS为43.6%,700℃两者的炭残余量均为21.5%),但添加PPFBS后聚碳酸酯的氧指数从26.8%增大为37.5%。另外根据聚碳酸酯/PPFBS体系460.8℃及515.8℃下的FTIR谱图,并与纯聚碳酸酯的FTIR谱图对比,得出结论为:PPFBS阻燃聚碳酸酯的作用为:1、促进二氧化碳和水的释放;2、促进酚类物质的生成;3、促进芳香族与脂肪族化合物的产生,表明PPFBS具有提高聚碳酸酯的成炭速率的作用。

关于聚碳酸酯的交联的研究。Brady利用裂解一色谱一质谱联用技术发现磺酸盐可以促进生成异丙酚的二聚体(交联),此反应为碱性催化反应。根据此机理,可认为聚碳酸酯/PPFBS体系热降解产生的碱性烷基氧化钾有利于保持聚碳酸酯的交联度。

Jameshines等从聚碳酸酯的结构出发探讨了在磺酸盐存在下聚碳酸酯的交联过程。不同于一般聚酯(如PET、PBT)聚碳酸酯的结构使它具有一种特定的降解过程,即受热后会发生分子结构的重排,使得聚碳酸酯交联。此外磺酸盐受热分解生成的二氧化硫对这种重排具有促进作用,从而促进聚碳酸酯的交联。在材料表面上成炭。阻止可燃气体释放以及热的传播。聚碳酸酯的少量交联所减少的热释放就足以使材料阻燃性达到UL-94V-0级。此外,交联作用还可有效抑制熔滴的形成。

聚碳酸酯中常用的磺酸盐阻燃剂有KSS、PPFBS、STB。其中STB常用于阻燃不透明聚碳酸酯材料,其阻燃效果好。在聚碳酸酯中添加0.1%的STB,氧指数即可达25%~35%,阻燃级可达UL―94 V-0级。SIB也可与其他阻燃剂混合协同使用。当单独使用时,整个体系中卤元素含量低于0.15%,在有些规定中被划入无卤材料内。

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