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无卤的阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-10-21 11:18:13
现代高分子材料品种越来越多,各项性能得到极大的提高,使其能够代替越来越多的材料,使用也日趋广泛。而常见的高分子材料基本上是易燃的, 因此高分子材料的阻燃是一个非常重要的课题。

人们观察到在聚氯乙烯(PVC)中添加Sb2O3后具有良好的阻燃效果,由此发现了阻燃剂的卤锑协效作用。因此在相当长的一段时间内卤素阻燃剂被广泛用于高分子阻燃材料,并起到了一定的阻燃作用。

然而人们对火灾现场深入研究后得出结论:采用卤素阻燃剂的聚合物在燃烧过程中会产生大量的有毒、腐蚀性气体和烟雾;使人窒息而死,其危害性比大火本身更为严重。因此,人们不得不开始研发一种在燃烧过程中不产生有毒、腐蚀性气体和产生烟雾少的阻燃剂)))非卤素阻燃剂。但是相比卤素阻燃剂,无卤的阻燃剂是一种新型的阻燃剂,发展技术不成熟,且存在着很多不足,诸如阻燃效率不高,对体系加工性能、机械性能影响很大等问题。因此无卤的阻燃剂还需要很大的改进。

无卤的阻燃剂的阻燃机理。无卤的阻燃剂中常见的有Mg(OH)2(MDH)以及Al(OH)3(ATH)。这一类型的材料含有结晶水,实际上可表示为MgO#H2O以及Al2O3#3H2O,其阻燃机理为:(1)分解吸热,并从火焰中吸收辐射能,有利于降温,促进脱氢反应和保护炭层;(2)分解释放出的水不仅是一个冷却剂,还是一个稀释剂,水蒸汽犹如一床毯子,将火焰包围;(3)脱水生成的金属氢氧化物层,具有极高的表面积,能吸收烟和可燃物,使材料燃烧时释出的CO2大量降低;(4)ATH及MDH可作为电子给予体,终止自由基反应,而生成的是活性较低的元基自由基,后者不能引发自由基反应。在通常的测定中,进入高聚物基质的热流量过低,以致不能产生足够量的可燃蒸汽维持燃烧传播,因而使火焰熄灭。

无机填充体系研究进展。无机型阻燃剂具有燃烧时发烟量少,无有害气体等优点。但其本身阻燃效率并不高,填充大量的阻燃剂才能够达到一定的效果。因此需要对阻燃剂进行改性或加入阻燃协效剂才能达到更好的阻燃效果。


磷酸三苯酯阻燃剂tpp质量标准:

外观:白色片状结晶

含量:≥99%;

酸值(mgKOH/g):≤0.1;

游离酚:≤0.1%;

凝固点:≥47.0℃

色度(APHA):≤60;

水分:≤0.1%

密度(50℃,g/cm3):1.185-1.202


超细化以及纳米化技术。当物质达到纳米级后,其颗粒具备了一些一般颗粒所没有的崭新性质,如高强度、高硬度、抗热震、抗氧化等性能。并在一定程度上弥补了由于一般无机填充阻燃剂的大量添加带来的诸如制品物理机械性能的降低、难以成型加工等很多不利因素和问题。纳米技术常见的应用有:MDH和ATH的纳米粒子化,可一定程度上提高材料的阻燃性;加入纳米蒙脱土改善无机填充体系导致的体系力学性能和阻燃性能的下降。

阻燃填充剂的粒度与制品的性能有密切的关系,研究表明:阻燃作用的发挥是由化学反应所支配的,故等量的阻燃剂,其粒径越小,比表面积就越大,阻燃效果就越好。

表面处理及包覆技术。目前,将无机或有机阻燃剂进行微胶囊化(Microencapsulation)的研究正处于阻燃技术的热点,并且已从研制阶段进入实用阶段。微胶囊化的实质,是把阻燃剂用有机物或无机物进行包裹,制成微胶囊化阻燃剂;或以比表面积很大的无机物为载体,将阻燃剂吸附在这些无机物载体空隙中,形成蜂窝式微胶囊阻燃剂。微胶囊化具有以下特点:(1)大大改善阻燃剂与高聚物的相容性,一定程度上能改善其物理机械性能降低的现象;(2)改善阻燃剂的热稳定性;(3)改善阻燃剂的多种性能,扩大其应用范围。

用具有两性结构的硅烷类或钛酸酯类偶联剂对氢氧化物进行处理,使其表面有机化,只要方法得当,就可以改善阻燃填充剂氢氧化铝与基体聚合物之间的亲和性,提高材料的加工性能和力学性能,因为界面的粘合状态对于材料的物理机械性能有着重要的影响。由于分散性更好,粘度减小,可以高填充,降低制品成本;且吸水性降低,使电气性能更优良。

ATH、MDH用硅烷、钛酸酯等物质进行表面处理已实现工业化。包覆后体系的物理机械性能得到不同程度的改善与提高。德国马丁公司生产的氨基硅烷包覆MDH用于阻燃乙烯醋酸乙烯(EVA)其断裂伸长率从200%提升到350%以上,而其钛酸酯包覆的MDH对抗张强度的提升也十分显著。

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