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无机类阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-10-31 10:47:11
无机类阻燃剂中的氢氧化铝(Al(OH)3)又名三水合铝﹐三水合氧化铝﹐简称ATH.分子式Al(OH)3.用于阻燃用的氢氧化铝一般是α晶型﹐因此也可表示为α-Al(OH)3。氢氧化铝开始分解的温度为205oC。在205---230 oC时﹐α-Al(OH)3部分失水﹔在530 oC左右﹐进一步分解转化为γ-Al2O3.整个过程要吸收大量的热量. 

单独使用氢氧化铝﹐添加量需要在60PHR以上﹐这必然要影响到树脂的加工性能和物理性能﹐为了克服上述缺点﹐对氢氧化铝进行超细化处理并用偶联剂进行表面改性。目前氢氧化铝的改性主要集中在粒度分布的控制﹑偶联剂的表面处理上。

使用的偶联剂有硅烷﹑钛酸酯等。此外也可以采用硬酯酸锌﹑硬酯酸钠进行表面处理。为了改善氢氧化铝的阻燃性能﹐提高其耐热性﹑消烟性﹑耐湿性﹑与被阻燃基材的兼容性及电绝缘性等﹐可使粒径细微化和超细微化﹐控制合理的颗粒分布﹐降低氢氧化铝中的Na+含量等。

氢氧化铝与卤锑﹑硼酸锌﹑红磷等多种阻燃剂有协同作用。单独使用氢氧化铝添加量需要在60%以上时才能达到较好的阻燃效果。氢氧化铝用于PVC软制品和半硬制品时﹐通常与氧化锑﹑硼酸锌并用﹐不但可以提高阻燃性还可以抑制烟雾的产生。氢氧化铝用于PP﹑PE时,一般与红磷﹑季戊四醇﹑聚磷酸胺等组成膨胀型阻燃体系。

无机类阻燃剂中的氢氧化镁与氢氧化铝有许多相似之处﹐同样具有无烟﹑无毒﹑无腐蚀等优点。氢氧化镁为白色粉未﹐分子式为Mg(OH)2﹐体积电阻108--1010Ω。分解温度为340 oC﹐更适合于某些需要加工温度较高的聚合物。在部分情况下,高填充的氢氧化镁和氢氧化铝对氧指数的提高也许会有帮助,但无助于水平燃烧性能(如UL94)的提高. 氢氧化镁具有优异的抑制HCl生成的能力,这方面远远优于CaCO3和氢氧化铝.


磷酸三苯酯tpp是种含磷元素的无卤环保型阻燃剂,面上大多数产品为自色片状结晶,改产品为自色结晶性粉末,也更用于溶解于有机溶剂,TPP不溶于水,溶于苯、氯仿、醚和而酮,微溶于Z醇。微具芳香气味,微有潮解性,不易燃烧。熔点约50℃,受热时快速熔化成箍状,润精效果极佳,常作为阻燃增塑润精剂使用。它在许多塑料和树脂用作阻燃剂,如酚醛树脂,环氧树酯等。


无机类阻燃剂中的红磷和聚磷酸铵是磷系阻燃剂中具有独特性能的两种阻燃剂.随着近年来膨胀型阻燃剂的发展,聚磷酸铵已成为其中不可或缺的重要组分.而红磷由于其优异的阻燃﹑低毒性能和与多种阻燃剂的协同作用﹐成为非卤阻燃剂中的重要品种。红磷由于仅含有磷元素﹐因此比其它磷系阻燃剂阻燃效率高﹑添加量低﹐较少降低材料的力学性能。

红磷做为阻燃剂缺点也较突出﹕1. 红磷在空气中很容易吸收水分,生成磷酸﹑亚磷酸等物质﹐因此红磷在聚合物中经过较长时间后,制品表面的红磷吸潮氧化﹐使制品表面被腐蚀而失去光泽和原有的性能﹐并慢慢向内层深化﹐尤其对电子组件有绝缘性能影响更大。2.红磷与树脂兼容性差﹐不仅难以分散﹐而且会出现离析沉降﹐使树脂的黏度上升﹐给树脂的操作带来困难﹐导致性能下降。3.红磷长期与空气接触的过程中﹐除生成各种酸外﹐并会释放出有剧毒的PH3气体。4.红磷易为冲击所引燃﹐干燥的红磷粉尘有燃烧及爆炸危险。5.红磷的紫红色易使被阻燃物着色。

为了克服以上缺点﹐将红磷用有机物或者无机物包覆起来﹐为包覆红磷。红磷包覆按照包覆的材料分为三种,无机包覆﹑有机包覆﹑有机-无机复合包覆。无机包覆法是以无机材料为包覆材料的方法。例如以氢氧化铝包覆时﹐可将红磷悬浮于含硫酸铝的水溶液中﹐再加入氢氧化钠调节溶液的PH值﹐以生成氢氧化铝沉淀在红磷表面并形成均一而致密的保护层.无机包覆红磷在着火点﹑吸湿性和PH3发生量等方面都得到了不同程度的改善﹐但仍与树兼容性差﹐着火点不够高﹐仍产生一定量的PH3.无机包覆材料还可以是氢氧化镁﹑氢氧化锌等。有机包覆法是以有机物包覆红磷﹐目前多采用热固性树脂﹐如环氧树脂进行包覆。

有机-无机复合包覆是指先包覆一层无机物﹐再包覆一层有机物。包覆红磷对制品的物理﹑机械性能影响小﹐赋予被阻燃材料较好的抗冲击性能﹐改善了与树脂的兼容性﹔同时包覆红磷的热稳定性好﹐可用于某些需要高温加工成型搞聚物制品﹐且低烟低毒﹐与树脂混合时不放出PH3﹐也不易被冲击引燃﹐粉尘爆炸危险性大为减少﹔此外包覆红磷在耐候性﹑电气性能﹑稳定性等方面也有较好表现。

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