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阻燃剂改进技术

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-10-23 14:14:37
阻燃剂改进技术日新月异,本文介绍了一些阻燃剂改进技术,大家可参考学习。

张志永等学者采用化学法和辐照法对MDH 进行表面改性,取得了一定的成果,得到的结论是:MDH使聚丙烯(PP)阻燃性能得到明显改善;不同的表面改性方法对复合体系力学性能的影响不同。用Ao203表面改性的PP/MDH复合体系断裂伸长率和抗张强度都最高,用电子显微镜(SEM)分析表明,Ao203明显改善了MDH与PP基体的界面结合状态,使MDH在PP中分散得更均匀。

阻燃剂改进技术之阻燃协效剂红磷的微胶囊化。红磷是一种无机填充体系良好的阻燃协效剂,其阻燃机理是:加入它的聚合物燃烧时,经历一系列变化生成聚偏磷酸;形成一层又粘又薄的膜,紧紧的包覆在聚合物表面,隔绝空气中的氧气使燃烧停止。但单独使用红磷是不够的,它作为ATH和MDH的 阻燃协效剂使其阻燃性得到极大的提高。红磷对体系物理机械性能破坏很大,而且其颜色限制了使用范围,因此需要对红磷进行微胶囊化改性。

微胶囊化红磷系在红磷表面包覆一层或几层保护膜而形成的,此包覆层不仅可防止红磷颗粒与氧及水接触而产生磷化氢,而且可避免红磷由于冲击加热而引燃。微胶囊化红磷与普通红磷相比,阻燃效率高,对制品的物理机械性能影响小,能改善阻燃剂与树脂的相容性,且低烟、低毒,与树脂混合时不放出PH3,同时也不易被冲击加热引燃,耐候性及稳定性也较佳。

按照包覆红磷的材料的不同,红磷包覆可分为无机包覆法、有机包覆法及无机2有机复合包覆法等三种。当前所采用较多的无机2有机包覆红磷系先在红磷上包覆一层Al(OH)3、Zn(OH)2等无机层,再包覆一层酚醛树脂、三聚氰胺2甲醛树脂或环氧树脂有机层的方法,是当前红磷表面改性较为理想的工艺。

微胶囊化红磷与普通红磷相比,不仅保持了原有红磷的优点,而且更具有实用性。首先它的阻燃效率高,对制品的物理、机械性能影响小。且能赋予被阻燃材料较好的抗冲击性能,能改善阻燃剂与树脂的相容性,可使红磷均匀地分散在树脂中;其次,它的热稳定性好,可用于某些需高温加工成型的高聚物制品,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;再次,包覆红磷在耐候性、电气性能、适用期及在被阻燃基材中的稳定性等方面也远优于普通红磷。


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膨胀型阻燃剂有三部分组成,分别是成炭剂(炭 源)、脱水剂(酸源)和发泡剂(气源)。

(1)成炭剂。是指在燃烧过程中能被脱水剂夺走水分而被炭化的物质,成炭剂是形成泡沫炭化层的物质基础。主要是一些含炭量高的多羟基有机化合物。常见的有季戊四醇,此外尼龙6(PA6)的成炭效率高,使用也较为广泛。

(2)脱水剂。是指在燃烧过程中夺取膨胀型阻燃剂中成炭剂水分的物质,主要作用是促进多羟基化合物脱水炭化,形成具有一定厚度的不易燃烧的炭质层。脱水剂主要是一些无机酸盐和无机酸酯类。用得最多的是磷酸铵盐、磷酸酯、硼酸盐和硅酸盐。

(3)发泡剂。在被阻燃系统中受热时,分解释放出大量无毒并能灭火的气体,同时发生膨胀并形成海绵状细泡结构的化合物。常用的发泡剂有三聚氰胺、双氰胺、聚磷酸铵、硼酸胺、双氰胺甲醛树脂等。

膨胀型阻燃剂阻燃机理:

(1)较低温度下,酸源释放出能酯化多元醇并可作为脱水剂的无机酸;

(2)在稍高于释放酸的温度下,无机酸与多元醇进行酯化反应,在系统中起催化剂作用的胺(气源)加速酯化反应的速度;

(3)系统在发生酯化反应前和在酯化过程中熔融;

(4)酯化反应产生的水蒸汽和气源分解产生的不燃性气体使熔融状态的系统发泡膨胀,并且无机酸开始对多元醇和酯进行脱水炭化,形成炭渣和无机物,同时系统进一步发泡膨胀;

(5)反应接近终止时,系统开始胶化和固化,最终形成具有隔热、隔氧的带微孔结构的泡沫炭质层。


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