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橡胶阻燃添加剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-1-11 21:33:45
橡胶的燃烧实质上是在高温下橡胶发生分解,生成的可燃性气体在氧和热的作用下发生燃烧。所以,阻燃的常用方法是向高聚物中加入橡胶阻燃添加剂,以降低燃烧物表面温度,稀释可燃物分子浓度和切断氧气的供给来达到阻燃的目的。

阻燃剂按使用方法可分为反应型和添加型两大类。反应型阻燃剂作为中间体在高分子材料合成过程中参加反应,键合到高分子的分子链上起阻燃作用。添加型阻燃剂是在高分子材料加工过程中通过物理机械方法与高分子材料混合在一起以达到阻燃的作用。添加型阻燃剂又分有机阻燃剂和无机阻燃剂。由于各种橡胶的分子结构不同,因而在橡胶阻燃添加剂的品种和用量的选择上有较大的差异。

通过加入反应型阻燃剂作为中间体,将橡胶进行化学改性促使橡胶线性大分子发生交联或在橡胶聚合物主链上导入阻燃元素,使橡胶分子本身带有耐燃性。

近年来,采用化学改性方法制备阻燃橡胶取得了一些进展。但尚未在工业中大量采用,国内外的研究者通过化学改性在天然橡胶主链上引入氯原子,制得阻燃和物理机械性能优良的氯化天然胶。在制备硅橡胶时采用新的引发体系,在硅橡胶主链上结合大环配体,可有效提高硅橡胶的热分解温度,增加热分解产生的不燃残渣,减缓可燃性气体的释放速度,从而有效提高硅橡胶的阻燃性能。将丁腈橡胶浸入含交联剂的苯溶液中处理,改性后的丁腈橡胶提高了耐燃料性。还可采用丙烯基氯和甲基丙烯酸甲酯接枝改性天然胶乳后,可制得阻燃性和物理性能优良的接枝聚合物。

在卤系橡胶阻燃添加剂中,主要是氯和溴的化合物。卤系阻燃剂的阻燃性与其结构有关,阻燃效果由大到中的顺序是,脂肪族卤化物﹥脂环族卤化物﹥芳香族卤化物。常用的卤系阻燃剂有十溴二苯醚、四溴双酚A、八溴醚、氯化石蜡等,含卤素橡胶在燃烧受热状态下能够析出卤素游离基,也能够阻燃或延缓橡胶的燃烧。因此溴类阻燃剂阻燃效果优于同类含氯化合物。

卤系阻燃剂的缺点是燃烧时生成大量烟和卤化氢。卤系阻燃剂的作用机理是受热分解放出卤化氢,后者能消除燃烧过程中的活泼自由基,在气相中抑制燃烧。卤系阻燃剂与三氧化二锑有强烈的协同作用,燃烧时生成较重的SbCI3气体,覆盖在燃烧物周围,对氧的扩散起屏蔽作用。

在磷系橡胶阻燃添加剂中,主要是磷酸酯,阻燃机理是受热分解为磷酸→偏磷酸→焦磷酸,形成不挥发的磷酸保护层,而且磷酸能使含氧聚合物脱水炭化,形成炭覆盖层。


磷酸三苯酯(阻燃剂TPP)

Cas号:115-86-6

海关编码HS:29199000

产品最重要的指标:白色片状结晶体,含量≥99%,熔点≥48℃,酸值≤0.1,游离酚≤0.1%

退税:目前磷酸三苯酯阻燃剂TPP退税为9%

原材料:以三氯氧磷、三氯化磷、苯酚。

属于几类危险品:以9类危险品出口。


加热形成的挥发性磷化物在气相中稀释氧气兼有冷却效果,抑制燃烧反应,但一般认为磷系阻燃剂的主要作用是凝相抑制。磷酸酯有含卤素和不含卤素两大类,常用的有磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸三辛酯、甲苯基二苯基磷酸酯、三异丙苯磷酸酯、三(氯乙基)磷酸酯、三(2-氯丙基)磷酸酯、三(2,3-二溴丙基)磷酸酯等。

属于磷系阻燃剂的还有红磷和聚磷酸铵。由于近年来对非卤阻燃要求迫切,它们受到特别重视。红磷的阻燃机理与其它磷系阻燃剂基本相同,特点是含磷量大,达到相同阻燃等级所需添加量少。普通红磷在空气中易受氧化和水的作用,生成磷酸和剧毒的磷化氢,而且也不安全,作为阻燃剂的红磷需特别纯化、添加抑制剂、并进行树脂包覆。

无机阻燃剂热稳定性好,燃烧时无有害气体产生,符合低烟、无毒要求,安全性较高既能阻燃又可作填充剂,降低材料成本。由于含卤阻燃聚合物燃烧时对环境产生二次污染,而无机阻燃剂有上述优越性,近年来备受关注,其用量急剧增加。

常用的无机阻燃剂主要有氢氧化铝、氢氧化镁和硼酸锌等,阻燃机理是脱水、吸热。每分解1mol的Al(OH)3需要吸收91.26KJ的热量,分解出来的水变成水蒸汽会吸收热量,这样Al(OH)3能使燃烧系统降温而起到阻燃作用。但是,添加无机阻燃剂对产品的物理机械性能产生较大的影响,须对无机阻燃剂作出表面处理,即微粒化、表面活化。

结果表明,阻燃剂Al(OH)3、Mg(OH)2经过表面处理后可有效地提高胶料的阻燃性,力学性能和极限氧指数均达到或优于阻燃高温橡胶的国家标准。

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