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理想的阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-11-14 11:38:18
理想的阻燃剂应该在温度略低于聚合物分解温度时开始活化。这样,阻燃剂就能促进结焦,以减少聚合物可能产生的可燃气体的生成量,或者,阻燃剂能与潜在的可燃性蒸汽混合,而阻止着人或燃烧。

当含有卤素的阻燃剂单独用于塑料中时,其阻燃性能发挥很有限,但如果加入锑化合物,就能大大增加其阻燃作用。而且,在阻燃效果相同的情况下,卤化物用量还可少一些。 商业上可选用的锑化合物有几种,其中最常用的是三氧化二锑。

胶态的五氧化二锑特别适用于纤维工业。因为它对纤维没有不良影响,或者说它不会干扰纺丝过程。对线性聚酯来说,碱式锑酸钠是最好的锑增效剂。混合的金属锑化合物像氧化锑一样,有较好的增效作用,但其价格较低。

阻燃化学品可分为两种类型:一种是添加型;一种是反应型。添加型阻燃剂能够分散在塑料母体中,但与聚合物主键不发生键合反应。

反应型添加剂就像共聚单体那样发生作用,通过聚合反应,成为主体树脂的一种组分。

添加剂阻燃剂三水合氧化铝(ATH)在着火时放出水分,使火焰前锋区域冷却。ATH的热稳定性有限,要达到所需的阻燃要求,必须大量使用。但由于这种材料价格低廉,所以在美国是用量最大的单组分阻燃剂。

ATH不产生烟,无毒,因此,可用于不饱和聚酯、环氧树脂、聚氨酯,以及某些电线、电缆。 含卤素化合物比ATH价格高得多,但用量不大,就可取得很好的阻燃效果。因此,采用这类阻燃剂从成本上还是合算的。

多溴代二苯醚类(十溴二苯醚、八溴二苯醚)是这类含卤素化合物中应用最广泛的理想的阻燃剂。这些添加剂从成本上看是合算的,适用于高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、ABS和其它苯乙烯类。


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。


它们还在不同程度上用于聚酯、聚酰胺和聚烯烃。然而,由于它们的紫外线稳定性不强,表面起霜,而且对塑料性能有一定影响(例如降低冲击强度),所以在这几种塑料中使用不广泛。

溴化的邻苯二甲酸酯,无论是液态还是固态的,都是不起霜的热稳定阻燃剂,它能提供理想的阻燃效果,并对许多不同种类树脂能提高物理性能,是一种理想的阻燃剂。

一些含卤素芳烃添加剂是聚合物型(如溴化聚苯乙烯、溴化聚碳酸酯)。它们不起霜。但由于这类添加剂价格高昂,所以一般仅用于高性能的工程塑料。氯化脂肪烃和溴化脂肪烃被用于多种塑料,包括PE、PVC、聚氨酯泡沫塑料和PP。

然而,它们的使用不广泛,因为其热稳定性低,而且会塑化。六氯环戊二烯和环辛二烯的加成物是一种比较稳定且不塑化的品种,也可用于苯乙烯类塑料和尼龙。
含磷化合物添加剂。磷酸酯类添加剂是传统的阻燃剂,用于软PVC和改性聚苯醚;烷基磷酸酯和卤化磷酸酯则有效地用于软聚氨酯、聚酯、环氧,以及其它特种塑料。

多磷酸按及其衍生物可用于各种聚合物中,包括聚烯烃、弹性体、环氧和聚氨酯。包复的红磷也用作聚酰胺的阻燃剂,这在欧洲要比在美国使用的多。

反应型阻燃剂氯桥酸酐、四溴邻苯二甲酸研以及二醇衍生物都可以代替某些核酸或二醇反应物,在不饱和聚酯和聚氨酯泡沫塑料中,起到阻燃剂的作用。四溴双酚 A衍生物和二溴新戊二醇也有上述的同样用溴化双酚A取代环氧树脂中的部分双酚A单体,则可起到很好的阻燃作用。同样,在聚苯二甲酸了二醇酯(PBT)加入溴化聚碳酸酯.也可起到阻燃作用。 用于硬聚氨酯类的反应型阻燃剂,包括含卤素、含磷、和/或含氮的多元醇类。它们有时可以和添加型阻燃剂以及增效剂共同使用。

阻燃性塑料必须既满足政府规定的,又满足塑料工业规定的阻燃试验要求。最近的活动集中在较为广泛的消防课题上,包括阻燃、烟的毒性、遮蔽、逃离火场的时间,以及火焰蔓延速度等。

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