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PVC(聚氯乙烯)阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-11-10 15:07:56
PVC阻燃主要是添加PVC(聚氯乙烯)阻燃剂。此法因具有工艺简单、可选PVC(聚氯乙烯)阻燃剂种类多、成本较低等优点而得到广泛应用。阻燃剂和抑烟剂复合使用具有协同作用,可同时提高阻燃性和抑烟性。

PVC(聚氯乙烯)阻燃剂之含卤聚合物阻燃剂。氯化聚乙烯(CPE)、氯化聚氯乙烯(CPVC)由于含氯量较高,同时在燃烧时不会降解产生不饱和烯烃,因此不会产生过多的有害烟尘,而为人们所青睐。在20世纪90年代就有专利报道,用其替代少量的PVC来提高PVC的阻燃性。

文献中的配方主要包括PVC、CPE或CPVC、稳定剂、钼系抑烟剂、ATH、多种增塑剂(其中一种为溴化芳香酯类增塑剂)、润滑剂。用10~30份的CPE或CPVC替代PVC,根据配方的不同,氧指数分别提高了2~5,同时发烟量也有所下降。

除此之外,还可以加入氯丁橡胶,或用氯丁胶乳处理的其他无机填料。王庆国[22]等报道了几种新型的、成本低廉的阻燃填料,以及用纳米复合方法处理陶土制备的改性阻燃填料。由氯丁胶乳液直接处理陶土制取的无卤阻燃填料填充的PVC的阻燃效果要明显高于用ATH填充的PVC。

PVC(聚氯乙烯)阻燃剂之锑、铋的三聚氰胺卤化物。铋的三聚氰胺化合物或是锑的卤化物,它们的阻燃性都要比相应金属的卤氧化协同体系更为有效。这主要是由于燃烧时产生的金属卤化物在凝聚相和气相中所起到的作用。另外,降解时产生的三聚氰胺、氨、卤化铵等也对阻燃起到了一定的作用。

PVC(聚氯乙烯)阻燃剂之硫化锌(ZnS)阻燃剂。Sb2O3虽然依旧是软质PVC中最有效的阻燃剂之一,但是由于它的种种缺陷,人们开始找寻它的替代物。近年来,ZnS被认为可以作为PVC的阻燃剂,特别是和Sb2O3一同使用代替部分Sb2O3。

B.Schartel等在实验中比较了单独使用ZnS和Sb2O3以及两者协同使用对PVC的影响。发现 协同使用ZnS和Sb2O3的试样,燃烧后的剩余物要多于单独添加两者的试样。另外,试样的THR和PHHR同样是协同使用时最佳。

由此可见,ZnS和Sb2O3具有良好的协同效应,单独添加中等用量的ZnS后,由于稀释作用使试样的阻燃性提高非常有 限。同时还发现,此协同组合有一定的抑烟效果,试样的总释烟量依旧是协同使用ZnS和Sb2O3的试样最低。



磷酸三(2-氯乙基)酯(阻燃剂TCEP)用途:

1.磷酸三(2-氯乙基)酯具有极佳的阻燃性,优良的抗低温性及抗紫外线性,其蒸气只能在225℃以上用明火直接点燃方可燃烧,但移走火源则即刻自熄。以本品为阻燃剂不但可提高被阻燃材料的材料级别,而且可改善阻燃材料的耐水性、耐酸性、耐寒性及抗静电性。常用于阻燃以硝基纤维和醋酸纤维为基材的油漆涂料,不饱和聚酯、聚氨酯、丙烯酸酯、酚醛树脂等,也可用于软质聚氯乙烯的增塑阻燃剂。本品用于不饱和聚酯添加量为10%~20%,在聚氨酯硬泡沫塑料(以阻燃聚醚为原料)中可为10%左右,在软质聚氯乙烯中用作辅助增塑阻燃剂时为5%~10%。阻燃剂、铀、钍、钚、锝等稀有金属的分离溶剂或萃取剂。

2.本品广泛用于化纤织物、醋酸纤维素作阻燃剂,除具有自熄性外,还可改善耐水性、耐寒性及抗静电性。一般用量5~10份。本品为合成材料的优良阻燃剂,兼具有良好的增型作用,广泛用于醋酸纤维素、硝基纤维清漆、乙基纤维素、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚氨酯、酚醛树脂等,所制得的产品除具有自熄性外,还可改善制品的物理性能,制品手感柔软,也可称为石油添加剂和稀有元素的萃取剂,并且还是阻燃橡胶输送带的主要阻燃材料,一般添加量为5%~10%。

3.用作添加型卤代磷酸酯类阻燃剂和增塑剂。分子中同时含磷和氯,阻燃效果显著,不易挥发及水解,对紫外线稳定性好。适用于酚醛树脂、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚氨酯等。也用作硝酸纤维素涂料的阻燃剂、聚氯乙烯阻燃性增塑剂、金属萃取剂、汽油添加剂及聚酰亚胺加工助剂等。能够改善耐水性、耐候性、耐寒性、抗静电性。参考用量5%~20%.


含有硅酸盐物质的膨胀型阻燃剂。大部分的膨胀型阻燃剂粉末的膨胀温度是介于120~140℃之间的,这大大限制了此种阻燃剂在热塑性材料中的使用。2002年7月,D.T.Nguyen等报道了一种膨胀温度介于195~220℃的新型膨胀型阻燃剂粉末,可满足塑化温度在195℃以下的热塑性材料中使用。

这种膨胀型的粉末中含有包含锂氧化物的碱性硅酸盐,这是一种含Li、Na、K硅酸盐的混合碱性硅酸盐粉末,正是这种成分使得此膨胀型粉末能够在如此高的温度下使用,而不会提前膨胀。当PVC被加热到燃烧温度时,由于膨胀的缘故,不能充分燃烧进而成炭,因而提高了材料的阻燃性。

低熔点的硫酸盐。近来有人利用低熔点的硫酸盐玻璃和陶瓷作为阻燃抑烟剂,取得了很好的效果,但其阻燃机理的提出缺少有力的证据。又有人撰文通过氧指数、差 热分析法(DTA)、热重法(TG)、烟密度和扫描电镜(SEM)等方法,证明这种低熔点的硫酸盐玻璃态物 质主要是通过在热解过程中保护了生成的炭膜,从而达到阻燃抑烟的目的。

草酸铝(BAO)阻燃剂。BAO是由ATH衍生的结晶状物,碱含量低。 含BAO的高聚物燃烧时,放出H2O、CO及CO2,而不生成腐蚀性气体,有毒产物的生成量也不比木材燃烧时多,BAO还能降低烟密度和成烟速度。BAO可用于阻燃加工温度达330℃的工程塑料,且能赋 予聚烯烃、聚酯、PVC、尼龙、ABS和刚性PS共混体 等UL94V-0阻燃级。由于BAO的碱含量很低,所以用其作阻燃线、缆的包覆料和绝缘料时,不影响材料的电气性能。

进入21世纪,对于阻燃材料与制品的性能要求越来越高。阻燃剂正向高效、低烟、低毒方向发展,同时要求其用量不致过多而引起高聚物的加工工艺问题,也不致过度恶化基材的力学性能和电气性能。无卤或低卤阻燃体系日渐受到用户的青睐。因此,大力开展性能优异的无卤或低卤阻燃剂的研究是非常必要的。


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