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阻燃抑烟剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-11-14 11:37:35
单一的金属氢氧化物阻燃抑烟剂抑烟效果已经很好,但两者直接复配使用或与钼化物、金属氧化物、金属复合使用效果更好。

例如Al(OH)3和Mg(OH)2复配使用是软PVC材料的较为理想的阻燃抑烟剂,金属氧化物和氢氧化物复配使用效果更好。金属与金属氢氧化物配合能进一步促进PVC在燃烧过程中固相成炭,即加强了抑烟的效果。如Fe和Ni的配合物能提高体系的氧指数,而Ni和Cu的消烟效果最好。

红磷和硼酸锌也能与Al(OH)3和Mg(OH)2产生协同效应,进一步加强阻燃抑烟剂的效果,利用硼酸锌、氧化锑和Al(OH)3的阻燃消烟协同效应还可制备低烟低卤的PVC电缆料。

金属氧化物主要品种锑、锌、锡、镁、铝、硅、铁、铜的一些金属氧化物,如三氧化二锑、氧化锡、氧化锌、氧化铜等,目前多倾向于复配使用。

Sb2O3的抑烟机理为在PVC燃烧时与PVC一起生成SbOCl、SbCl3,起到了捕捉自由基、隔绝空气,从而促使PVC炭化的作用。

用SiO2、SnO2做Sb2O3的增效剂和协同剂,具有有良好的阻燃抑烟效果。例如,用于PVC中氧指数比未添加SiO2的增加5.5%,剩炭率增加4.1%,烟密度降低16.4%。

金属盐类主要品种为碳酸钙、硼酸锌、锡酸锌、铝酸锌等。

CaC03的抑烟作用原理,在于它可以和烟雾中的卤化氢反应(捕捉),使之生成稳定的CaCl2。由于反应属固-气非均相反应,只能在固体颗粒表面进行,所以CaC03颗粒的粒径大小就成为抑烟效果的重大因素。只有微小颗粒才具有大得多的比表面。根据上述抑烟原理,凡在燃烧时产生卤化氢的聚合物,如氯乙烯、氯磺化聚乙烯、氯丁橡胶等,都可以用CaC03作为抑烟剂。

锡酸锌是热稳定性好、无毒、对呼吸系统及皮肤无刺激的阻燃剂,耐热温度可达600℃,有可能代替Sb2O3。添加15份锡酸锌可使PVC烟密度由663.4降为215.5,是添加等量Sb2O3试样的36.5%。锡酸锌之所以能成为软质PVC有效的阻燃剂,是因为它能对燃烧过程中的凝聚相和气相起作用,并且主要是因为其在凝聚相中作为Lewis酸起作用。


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。


阻燃抑烟剂的颗粒粒径越小,阻燃和抑烟的效果越好,因此纳米级阻燃抑烟剂的开发成为新的研究热点。纳米双羟基复合金属氧化物(LDH)是一类具有层状结构的复合金属氧化物,在PVC中添加3-5份LDH就可使PVC燃烧的最大烟密度下降30%-50%,且对其力学性能没有不利影响。用填充纳米级CaC03的方法去进行抑烟,填充量仅为10%左右,就会产生理想的效果。

有机抑烟助剂

(1)有机硅系。是一种新型无卤阻燃,也是一种成炭型抑烟剂,它在赋予高聚物优异阻燃抑烟型的同时,还能改善材料的加工性能及提高材料的机械强度,特别是低温冲击强度。目前已提供市场的有机硅系阻燃剂是美国通用电器公司生产的SFR100,它是一种透明、粘稠的硅酮聚合物,可与多种协同剂(硬脂酸盐、多磷酸胺与季戊四醇混合物、氢氧化铝等)并用,已用于阻燃聚烯烃,低用量即可满足一般阻燃要求,高用量可赋予基材优异的阻燃性和抑烟性。

(2)二茂铁系。主要品种有二茂铁和一些有机酸的盐类。

有机类抑烟剂中,常用的是二茂铁及一些有机铁化合物,它们最适宜做PVC的消烟剂,加入量为1.5份或略多一些。二茂铁的阻燃机制是PVC在200-300℃受热后脱HC1。在此过程中,二茂铁迅速转化为α-Fe2O3而存在于PVC的炭化层中。α-Fe2O3能迅速引起炭化层的灼烧,催化氧化炭化层分解,放出CO和CO2,从而减少了石墨结构的形成数量。FeCl2和FeCl3是在α-Fe2O3生成前的中间产物,它们可以改善PVC的裂解机制,使之容易生成轻质焦油,减少了炭黑的形成。另外,二茂铁受热后,还会挥发形成氧化铁细雾;在高温下,这是一种氧化力极强的物质,即出现所谓"化学炽热相";它改变了PVC的热裂解机制和进程,促进PVC完全燃烧,形成CO、CO2,减少炭黑的形成。

磷酸酯类在受热时分解成磷酸,磷酸受热又生成聚偏磷酸,而聚偏磷酸有很强的脱水性,能在聚合物表面形成一层致密的碳化膜。

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