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膨胀型石墨(EG)阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-9-30 11:46:21
膨胀型石墨(EG)是另一类获得了广泛应用的无机阻燃剂。由于膨胀型石墨(EG)阻燃剂具有资源丰富、制造简单、价格低廉、无毒、低烟等优点,成为当前膨胀型阻燃剂研究的另一个热点。但是EG在单独使用时阻燃效果不佳,一般与其他阻燃剂共同使用而达到较好的阻燃效果。而聚磷酸铵是经常用到的重要阻燃剂之一。

田春明等将膨胀型石墨(EG)阻燃剂EG与聚磷酸铵共同用于高密度聚乙烯(PE-HD)的阻燃。研究发现,聚磷酸铵/EG的加入使PE-HD的热稳定性增强,降解过程变缓,剩炭率增加。在聚磷酸铵/EG为2/1或1/3时极限氧指数最佳。

聚磷酸铵/EG的加入可使得PE-HD生成连续致密的炭层,而对材料力学性能的影响比其他膨胀型阻燃剂要小。蔡晓霞等对聚磷酸铵/EG协同阻燃EVA进行了研究。结果表明,聚磷酸铵和EG对EVA具有良好的协同阻燃效果,认为在受热不同时期发挥的作用是产生协同的主要原因,前期主要是膨胀型石墨(EG)阻燃剂EG在凝聚相中的阻燃机理,中后期主要是聚磷酸铵在凝聚相发挥阻燃作用和部分的气相阻燃作用。Wei等将天然石墨、自制的EG与膨胀型阻燃剂共同用于PP的阻燃,发现在添加量为2份时,EG与膨胀型阻燃剂的协同效率最高,而且比天然石墨效率高。

Li等将EG与MoSi2用于聚磷酸铵/PER/MEL阻燃的膨胀型涂料的改性。结果表明,加入EG与MoSi2后涂料的耐火时间明显延长,剩炭率明显提高。在添加9%MoSi2和5%EG时阻燃性能最好。加入EG与MoSi2后改善了涂料的抗氧化性能,主要是由于MoSi2生成的陶瓷状的保护层覆盖在多孔性剩炭的表面造成的。

Han等对比研究了EG、聚磷酸铵及膨胀型 阻燃剂对PE的协同阻燃作用。结果表明,EG与膨胀型阻燃剂具有更好的协同阻燃效率,EG/聚磷酸铵仅能略微延缓PE降解,而EG/膨胀型阻燃剂能促使形成更坚实的炭层,导致失重速率明显降低,协同效率较高。



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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。


Ke等将纳米SiO2用于聚磷酸铵/双季戊四醇/三聚氰胺(聚磷酸铵/DPER/MEL)处理的丙烯酸系涂料,通过极限氧指数、TGA、DTA、扫描电子显微镜(SEM)及XPS研究发现,良好分散在丙烯酸复合物中的纳米粒子,能够改善高温下生成炭层的结构,提高其抗氧化性能。将纳米SiO2与纳米TiO2共用,均匀分散并形成互穿网络结构的纳米氧化物能极大地提高涂层的抗湿热性能,并且涂层通过湿热测试后,仍能保留优良的阻燃性能和力学性能。

此外,Levchik等将一种具有层状结构的硅铝酸盐云母与聚磷酸铵用于聚酰胺6(PA6)的阻燃,发现云母的加入能使聚磷酸铵阻燃PA6的极限氧指数明显上升,通过UL94V0级。同时发现,在受热超过350e时,聚磷酸铵会与云母发生化学反应,产生挥发性的聚磷酸,同时增加固体剩余物的含量和稳定性。

Chen等将羟基硅油(HSO)作为膨胀型阻燃体系的协效剂用于PP的阻燃,通过TGA、锥形量热、XPS等研究发现,PP/聚磷酸铵/PER/HSO及PP/聚磷酸铵/MEL/PER/HSO具有较小的热释放速率及总热释放量,CO、CO2生成量也明显降低,HSO能促进燃烧时形成均匀坚实的膨胀炭层,有明显的协同作用。

Marosi等将一种陶瓷前体有机硼硅氧烷(BSi)应用于聚磷酸铵/PER阻燃PP体系,少量具有反应活性的BSi(2%)即可使极限氧指数由29%提高至35%,UL94由V2级上升到V0级。拉曼光谱研究表明BSi在燃烧条件下部分转变为无机炭,进而形成无机/有机杂化炭层,该炭层具有良好的柔性,在火焰下稳定、不开裂,从而具有优异的隔热、隔氧性能。

Kandola等及 Xia等的研究表明蒙脱土和聚磷酸铵存在协同效应,蒙 脱土能明显增加炭的生成,降低热释速率、总热释放量及烟的产生。刘国胜等将海泡石用于膨胀型阻燃剂处理的PP,发现海泡石和聚磷酸铵之间存在协同作用,添加25份阻燃剂可以通过UL94V0级,相同添加量下加入海泡石的体系平均热释放速率和烟密度最低,极限氧指数最高,力学性能较好。

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