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无机阻燃添加剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-1-5 11:00:57
氢氧化铝AL(OH)3其用量占阻燃剂使用总量的40%以上。氢氧化铝本身具有阻燃、消烟、填充三个功能,因其不挥发,无毒,又可与多种物质产生协同阻燃作用,被誉为无公害无机阻燃添加剂

做无卤阻燃时还要加入相容剂ST-3改善聚烯烃基体与无机阻燃界面的相容性和粘接性。提高氢氧化镁及氢氧化铝的分散性及相容性,从而最大限度的提高电缆料的阻燃性,降低烟指数、发烟量、发热量和一氧化碳的产生量,提升氧指数,改善滴落性能等,显著提高材料的力学性能和热性能。

无机阻燃添加剂具有价格低廉,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机阻燃添加剂。微细化、表面改性、微胶囊化的无机阻燃添加剂必将成为塑料行业的新宠。

总之,无机阻燃添加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阻燃剂。

红磷是一种性能优良的阻燃剂,具有高效、抑烟、低毒的阻燃效果,但易吸潮、氧化、并放出剧毒的气体,粉尘易爆炸,呈深红色,因此使用受到很大的限制。为了解决上述一些缺点,对红磷进行表面处理是研究的主要方向,其中微胶囊化是最有效的方法。

可膨胀石墨是近年出现的一种新型无卤阻燃剂,它是由天然石墨经浓硫酸酸化处理,然后经水洗、过滤、干燥后,再在900-1000C下膨化制得。可膨胀石墨膨胀的初始温度为220C左右,一般在220C开始轻微膨胀230-280C迅速膨胀,之后体积可达原来的100多倍,甚至280倍。可膨胀石墨在阻燃过程中主要起到以下作用:

(1)在高聚物表面形成坚韧的炭层,将可燃物与热源隔开;

(2)在膨胀过程中大量吸热,降低了体系的温度;

(3)在膨胀过程中释放夹层中的酸根离子,促进脱水碳化,并能结合燃烧产生的自由基从而中断链反应。


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。


聚磷酸铵(APP)是一种性能良好的无机阻燃剂,是目前磷系阻燃剂比较活跃的研究领域,其外观为白色粉末,分解温度>256C,聚合度在10-20之间为水溶性的,聚合度大于20的难溶于水。APP比有机阻燃剂价廉,毒性低,热稳定性好,可单独或与其它阻燃剂复合用于塑料的阻燃。高温下,APP迅速分解成氨气和聚磷酸,氨气可以稀释气相中的氧气浓度,从而起阻止燃烧的作用。

在阻燃体系中,无机阻燃剂的消耗量越来越大,其表面处理的研究则显得尤为重要。国外已经进行了新型特殊功能表面改性剂的开发、ATH包覆技术的开发和通用表面改性剂的新工艺处理的研究。我们国家也开始了这方面的研究工作,因此,开发高效价廉的偶联剂,改善其与高聚物的相容性是当前的研究方向之一,也是今后开发无卤阻燃技术的关键。

钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂并用可以产生协同作用。另外,烷基乙烯酮、丙烯酸、异氰酸酯和含磷钛酸盐也可作为Al(OH)3表面处理剂。

对Al(OH)3进行表面处理的实验方法如下:称取一定量的Al(OH)3,然后按与Al(OH)31∶1的比例称取一定量的稀释剂,稀释剂的种类可以按着所选择的偶联剂的种类来确定,例如,硅烷偶联剂可以选择乙醇作稀释剂;钛酸酯偶联剂可以选石油醚等,还可以选取甲苯、二甲苯等芳香烃作稀释剂。

再加入所处理的Al(OH)3量的30%~50%的偶联剂,升温至70~90℃,并进行快速搅拌,时间为1h左右,然后将处理液进行过滤,干燥后研磨,即得到表面处理的Al(OH)3。

Mg(OH)2的表面处理Mg(OH)2的表面处理同Al(OH)3一样,可以采用偶联剂进行处理,还可以用表面活性剂如硬脂酸钠、硅酸钠、十二烷基磺酸钠、油酸钠等进行处理。表面活性剂的加入量是所处理Mg(OH)2量的2%~10%,处理步骤同Al(OH)3。

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