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聚烯烃的无卤阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-11-19 14:34:59
积极开展聚烯烃的无卤阻燃剂,将成为21世纪阻燃剂最为活跃的研究邻域之一,尤其在我国发展潜力和空间巨大,为了更好满足合成材料的阻燃需求,提高聚烯烃的无卤阻燃剂使用效果和领域,今后应重点做好以下几方面工作。

(1)聚烯烃的无卤阻燃剂的表面处理技术开发与研究,尤其是微胶囊包裹红磷技术和氧化锑的母粒制备技术。

(2)复合阻燃体系兼有多种阻燃剂的特性,不同阻燃剂的复合协同作用为合成材料阻燃开辟了广阔的前景,因此加快无机阻燃剂之间及无机与有机阻燃剂的复配研究,成为非常关键的工作。

(3)开发新型高效无机阻燃剂,如硼酸盐、钼类化合物、锡类化合物和锆类化合物等,同时加强纳米阻燃剂的开发。

金属水合物类氧化物还能吸附烟尘颗粒,起到抑烟作用。氢氧化物阻燃剂还具有抗熔滴,促炭化,不挥发,不渗出,能长期保留在聚合物中等功效。但是氢氧化物的阻燃效果与其添加量有密切关系,聚合物阻燃性随加入量的增加而迅速增加,氧指数在26以上属难燃材料,但高加入量必将影响基材的加工性能和力学性能,材料的相容性也会大大降低。

粒度超细化、表面改性处理和协同复合技术是三个主要发展方向。利用低密度聚乙烯接枝物对纳米级Mg(OH)2表面进行修饰后用于PA66的阻燃,并与传统的硅烷偶联剂KH550改性Mg(OH)2进行了对比。发现低密度聚乙烯接枝物修饰Mg(OH)2分散较好,阻燃效果优越,在添加量为40%时,PA66氧指数可达31,阻燃等级为V-0级。

由于卤素阻燃剂在燃烧时释放出大量的烟和有毒气体,发达国家对其使用已经作出了严格的规定。随着生活水平的提高,人们对安全以及环保的要求也相应地提高。



磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯(阻燃剂TDCPP)物理化学性质

外观:无色粘性液体

熔 点:-64℃

沸 点:315℃

密 度:1.512

闪 光 点:249℃

折 射 率:n20/D 1.503

比重1.490-1.510

氯含量49.5%±0.5

颜色值   Max 100

水含量    0.10%Max

粘度(25℃)1500-1800CPS

酸度(毫克KOH /克 0.10 Max

磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯(阻燃剂TDCPP)用途:

该产品具有高效阻燃剂,挥发性低,热稳定性高,耐水,耐碱稳定易溶于多数有机物质,加工性能好,用塑,防潮,防静电,防拉,防压缩性能。广泛用于不饱和聚酯,聚氨酯泡沫塑料,环氧树脂,酚醛树脂,橡胶,软质聚氯乙烯,合成纤维等塑料和涂料在高温热解,可以用作乳化剂和防爆剂。



发烟是聚合物燃烧的基本特征,烟密度过大不仅降低环境能见度,给救灾带来种种不便,而且烟也是火灾时最致命的因素,资料统计,火灾中80%的死亡是烟窒息所致。因此阻燃技术中‘阻燃’和‘抑烟’已相提并论。而且对某些类型的塑料材质,如PVC而言,抑烟比阻燃更为重要。将普通阻燃剂与钼化物复合使用,是解决消烟问题有效而经济的途径。

聚烯烃的无卤阻燃剂具有价格低廉,来源广泛,无毒、无腐蚀,在燃烧时不造成二次污染等优点。为了减少阻燃剂的有害副作用,各国都在集中力量研制高性能无卤阻燃剂。微细化、表面改性、微胶囊化的无卤阻燃剂必将成为塑料行业的新宠。

总之,塑料阻燃剂的发展趋势将是高效、抑烟性好、无毒廉价、对塑料制品使用性能影响小的阻燃剂,当前则应特别关注各种新型的无机类阻燃剂。

还有一些阻燃剂在试验中也进行了研究,其中包括:以尼龙为基质的共聚物,接枝尼龙,作为阻燃添加剂的尼龙和高成炭添加剂,如在尼龙6 ,6 中加入高成炭添加剂PVA(聚乙烯醇) ,有利于高温脱水和成炭。但是PVA 和尼龙的相容性较差,因此用KMnO4 氧化PVA ,形成Mn 的螯合物。

用锥型量热计对加入氧化的PVA 的尼龙6 ,6 进行研究,热释放的峰值速率由1124kWm- 2 降低到400 Wm- 2。尽管尼龙本身可燃,但在一些情况下,尼龙与其它聚合物在一起可以提高聚合物的阻燃 性。在纤维中尼龙6的协效作用非常重要,聚酯中只要加入几百ppm 的磷就有阻燃作用。

在塑料中使用阻燃剂能够加强消防安全性,减少火灾的危险性,有助于解决燃烧产物带来的难题。与不加阻燃剂的空白实验相比,加阻燃剂者提供了相当长的逃离火场时间,减少了放热量和有毒燃烧产物的产生,同时材料消耗少,在生烟量方面二者差别也不大。关于溴化物阻燃剂的燃烧后副产品的研究,还没有得出结果。


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