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TPE阻燃有何不同

时间:2016年06月10日 信息来源:本站原创 点击:加入收藏 】【 字体:

20世纪60年代起,一些发达国家开始生产和应用高分子阻燃材料,阻燃高分子材料的应用离不开阻燃剂的应用,阻燃剂可提高体系的阻燃性能,能阻止材料被引燃及抑制火焰传播的助剂。



卤系阻燃剂

 

卤系阻燃剂主要是含溴和含氯阻燃剂,具有应用领域广、使用量少、阻燃效率高以及与基材相容性好等优点,相对成本低。但卤系阻燃材料燃烧时会产生大量烟雾并释放有毒、腐蚀性和卤化氢气体,不仅腐蚀仪器设备,而且危害人体健康和生命及生态环境。卤系阻燃剂的发展方向是调整现有的卤系阻燃剂产品结构,并开发出多溴二苯醚(DBDPO)的替代品。除此之外,含溴聚合物的开发也是卤系阻燃剂发展的方向之一,如溴化苯乙烯具有优异的流动性和热稳定性及分散性。

 

磷系阻燃剂

 

磷系阻燃剂可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂。无机阻燃剂主要有红磷和聚磷酸铵(APP),它们在燃烧时生成磷酸、偏聚磷酸、偏磷酸等,能使聚合物碳化形成碳膜在凝聚相起阻燃作用。有机磷系阻燃剂,如磷酸酯、磷杂菲、磷腈等,在燃烧时与聚合物基体或其他分解反应物生成P-O-C键,形成含磷的炭保护层,或发生交联反应生成热稳定性好的多芳结构的网状化聚合物,从而起到阻燃作用。有机磷阻燃剂的主要缺点是耐热性较差,挥发性较大,劣化塑料树脂的热变形温度(维卡软化点)。因此,开发磷含量高、分子量大、热稳定好、低毒、低烟的磷系化合物是有机磷系阻燃剂发展的趋势。

 

氮系阻燃剂

 

通常认为氮系阻燃剂受热分解后,易放出氨气、氮气、氮氧化合物、水蒸气等惰性不燃气体。不燃气体的生成和阻燃剂分解吸热(包括一部分阻燃剂的升华吸热)带走大部分热量,可极大地降低聚合物的表面温度。氮系阻燃剂具有毒性小、腐蚀性小、热分解温度高、与基材中的光稳定剂无冲突、对环境友好等特点。但由于氮含量的限制,导致氮系阻燃剂阻燃效果欠佳,且与塑料树脂的相容性差,不利于在几猜中分散,故通常与磷系阻燃剂并用,利用P-N协同效应,制备性能优异的阻燃剂。

 

膨胀型阻燃剂

 

以氮磷为主要组成的膨胀型阻燃剂(IFR)在近年来的聚烯烃无卤阻燃研究中取得了较好的成果。含IFR的高聚物受热燃烧时,表面生成一层炭质泡沫层,起到隔热、隔氧、抑烟的作用,并防止熔滴产生。膨胀型阻燃剂是一种新型阻燃剂,具有无毒、环境友好、发烟量低等优点,是实现制备高性能无卤阻燃高分子材料的最有希望的途径之一。但是,膨胀型阻燃复合技术体系也往往存在明显的缺陷,如膨胀型阻燃剂的吸水性强,容易导致阻燃材料在生产制品尤其是挤出型材时电性能下降;另外,如果阻燃剂表面处理不当或与体系中聚合物基体间的相容性较差时,常常在制品表面出现析出现象。

 

无机矿物阻燃剂

 

由于受到原料成本、技术发展、使用条件方面的限制,目前大规模应用的矿物阻燃剂主要为MH(水镁石)阻燃剂,MH是继ATH之后又一大环保型阻燃剂。与ATH相比,MH热稳定性高,分解温度比ATH约高100℃,可用于很多ATH不适用的热塑性塑料;吸热量比ATH高约17%;抑烟能力优于ATH;促进成碳作用优于ATH。此外,MH的粒度比ATH小,硬度低于ATH,对设备的磨损小,有利于延长设备的加工寿命和减少维保成本。MH在生产、使用和废弃回收过程中均不产生有毒有害物质,还能中和燃烧过程中产生的酸性与腐蚀性气体,是一种环保型“绿色”阻燃剂。

 

TPE对阻燃剂的基本要求

 

在选择阻燃剂时,大多是在满足如下基本要求的条件下,采用折中的办法,根据价值工程原理,掌握一个“度”,以求得一个最佳平衡:

 

(1)阻燃效率高,获得单位阻燃效率所需的用量少,即效能/价格比高;

(2)应具备生态环保的要求和特点;

(3)与被阻燃的基材相容性好,不易起霜,并满足塑料加工工艺条件;

(4)具有足够的热稳定性;

(5)不致过多恶化被阻燃材料的加工性能和最后产品的物理机械性能及电气性能,在材料阻燃性和实用性之间求得和谐统一;

(6)具有接收的光稳定性;

(7)原料源充足,制造工艺简便,价格适中,用户可以接受。

 

TPE阻燃剂存在的问题

 

有些常用添加型阻燃剂在较高的加工温度下可能发生分解,一方面限制了其使用,另一方面也限制了聚合物的加工温度范围。有许多添加型的阻燃剂是填料型的,为使聚合物达到阻燃要求或阻燃级别(如A级、B1级、UL94-V0等),往往需要大量添加,因而造成团聚,不良的分散性会降低阻燃剂的阻燃效率和效果。

 

阻燃剂的另一个问题是降低高分子聚合物的耐光性。因光稳定剂受阻胺的阻燃效果被卤系阻燃剂所恶化,无机阻燃剂也降低受阻酚及硫酯的光稳定化作用。譬如,氧化锌就能大大降低此类添加剂的热老化时间。卤系阻燃剂与氧化锑组成的一些小体系,尽管能赋予高分子材料很高的OI和UL94阻燃级别,能满足很多对火灾安全要求严格场所的使用规范,但是此体系热裂解及燃烧时生烟量大,且产生有毒气体和腐蚀性气体。当前,人们正在致力于研究减少阻燃剂燃烧时生烟量。

 

关于阻燃剂的毒性,目前最引人注目的主要问题在于:

 

一、是20世纪80 年代中期已提出的二恶英问题。所谓的二恶英,是指多溴二苯醚及阻燃剂在热解及燃烧时产生的多溴二苯并二恶英(PBDD)和多溴代二苯呋喃(PBDF)。研究表明,即使是含溴阻燃剂的塑料,经过多次循环加工,其中PBDD、PBDF的含量也不会对人体健康和生态环境造成影响;含溴塑料和城巿固体垃圾一起焚烧时,并不增加PBDD和PBDF的生成量。

 

二、是阻燃剂本身的危害性。欧盟至20047月,已公布了12种阻燃剂的初步评估结果,其中已确证对环境和人类健康有害的只有五溴二苯醚和八溴二苯醚。鉴于此,欧盟公布了Rosh指令,要求从200671日起,在欧盟国家新上巿的电子电器产品,其中多溴联苯醚及多溴(五溴和八溴)二苯醚的含量应低于0.1%


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