新型聚丙烯(PP)阻燃剂系列
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几种优良阻燃剂简介阻燃剂又称耐火剂和防火剂,是加入制品和材料中能阻止引燃或抑制火焰传播的助剂。
主要是通过阻燃药剂产生较多量的不可燃气体或药剂薄膜不能燃烧而达到防火的目的。
根据其使用方法可分为添加型和反应型两类,添加型阻燃剂是在制品的加工过程中掺入制品中,多用于热塑性塑料。
反应型阻燃剂是在聚合物合成过程中作为单体化学键合到聚合物分子链上,多用于热固性塑料布。
按照化学结构,阻燃剂又可分为无机和有机两类,在这些化合物中多含有卤素和磷,有的含锑、硼、铝等元素。
具有实用价值的阻燃剂必须具备以下条件:①与高分子材料混溶性良好;②不改变高分子材料的固有物性,如耐热性、机械强度、电性能;③分解温度不应太高,但在加工温度下又不能分解;④耐久性好;⑤耐候性好;⑥毒性小,燃烧时不产生毒性气体;⑦价廉。
阻燃剂主要用于建筑材料、电器材料、汽车零件中,保护塑料制品、纺织品、橡胶、纸制品、粘合剂、木材等使用时不着火或使火焰迟缓蔓延。
由于毒性问题和各国对阻燃剂检验方法不同,情况复杂,因而阻燃剂的产量未能按预期的那样增长。
今后应针对不同要求开发新用途的、性能优良的、又无毒性的新阻燃剂。
目前已推出大量代替溴系阻燃剂的不含卤素的新型阻燃剂,并正在开发新型增效剂作为阻燃剂的添加剂。
用于工程塑料的产品也更多,磷溴复合体系也已问世。
Martinswerk 公司提供了几种氢氧化镁和三水合铝(ATH)产品:Magnitin的氢氧化镁产品,主要用于聚丙烯;Martinal ATH产品,可改善在热固材料中的粘度性能。
AKZO化学化司推出了一种磷酸型的非溴系阻燃剂Fyrolflex RDP,它具有低挥发度和高热活化温度(300℃),应用于PC和ABS。
Hoechst公司的Hostaflam多磷酸铵阻燃剂,据称比ATH和氢氧化镁好,其添加率低于50%,可减少对聚合物机械性能的影响。
FMC公司已生产出第一个集溴和磷于同一分子中的阻燃剂体系。
其中Reoflam PB-460产品提供了优良的阻燃和加工性能,并可改善树脂性能。
目录一聚丙烯........................................... 错误!未定义书签。
聚丙烯的性能................................... 错误!未定义书签。
(1)优点.................................... 错误!未定义书签。
(2)缺点.................................... 错误!未定义书签。
聚丙烯链的立体结构............................. 错误!未定义书签。
聚丙烯的晶体结构............................... 错误!未定义书签。
二聚丙烯改性....................................... 错误!未定义书签。
三聚丙烯填充与增强改性新材料....................... 错误!未定义书签。
聚丙烯填充改性性能特点及发展趋势............... 错误!未定义书签。
常用填充材料................................... 错误!未定义书签。
1、碳酸钙.................................... 错误!未定义书签。
2、滑石粉.................................... 错误!未定义书签。
3、高岭土.................................... 错误!未定义书签。
聚丙烯的增强改性............................... 错误!未定义书签。
聚丙烯填充与增强改性新材料..................... 错误!未定义书签。
1、碳酸钙与滑石粉填充改性聚丙烯.............. 错误!未定义书签。
2、玻璃微珠改性聚丙烯新材料.................. 错误!未定义书签。
各树脂适用的阻燃剂各树脂适用的阻燃剂材料可采用的阻燃剂聚烯烃PP/PE:氢氧化镁,氢氧化铝,TDCPP,聚磷酸铵,八溴醚,磷酸三苯酯,六溴环十二烷,MPP,硼酸锌,十溴二苯乙烷,包覆红磷,TBC 聚氨酯PU : TCEP,TCPP,TDCPP,DMMP,磷酸三苯酯,MPP,FB不饱和树脂UPR : TCPP、TDCPP、DMMP、HBCD、TBC尼龙PA6/PA66 : MCA,MPP,FB,十溴二苯乙烷,十溴二苯醚,包覆红磷聚酯PBT/PET: TDCPP,磷酸三苯酯,MPP,十溴二苯乙烷,十溴二苯醚,包覆红磷聚苯乙烯PS : TCPP,TDCPP,HBCD,MCA,TBC,MPP,十溴二苯乙烷,十溴二苯醚,硼酸锌环氧树脂EP: TCPP,TDCPP,IPPP,十溴二苯醚,DMMP,磷酸三苯酯,十溴二苯乙烷聚丙烯睛丁二烯苯乙烯ABS:八溴醚,磷酸三苯酯,十溴二苯乙烷,十溴二苯醚,TBC聚碳酸酯PC:磷酸三苯酯,HBCD,MCA聚氯乙烯PVC: TCEP,TCPP,TDCPP,IPPP,MCA,八溴醚,磷酸三苯酯酚醛树脂PF: TCEP,TCPP,TDCPP,磷酸三苯酯,硼酸锌纸张Paper :磷氮系液体阻燃剂FR2003纺织品Textile :磷氮系液体阻燃剂FR2003(耐久)聚甲醛POM : MCA防火涂料Paint : TCPP,MCA,聚磷酸铵,硼酸锌,MPP , PPO聚四氟乙烯微粉一、固化方法酚醛树脂的固化方法有加热(加压)固化和常温常压固化两种。
由于合成得到的酚醛树脂中含有较多的水、游离酚和甲醛,在固化过程中又会继续缩聚同时释放出水来,因此加热固化的同时必须加压,这样的固化过程必须采用模压或层压的方法成型。
热压成型需要成套机械设备,制品的尺寸也受到限制。
为了来适应一般防腐施工的需要,便于在常温、常压下手糊施工,可采用加入固化剂常温固化的方法。
一般热塑性酚醛树脂和改性酚醛树脂采用加热固化的方法,而热固性酚醛树脂虽也可采用加热固化的方法,但较多采用的是常温固化的方法。
新型聚丙烯(
PP)阻燃剂系列
发表时间:
2018-06-19T17:25:36.557Z 来源:《基层建设》2018年第12期 作者: 夏野
[导读] 摘要:聚丙烯的生产在世界上有着重要的作用,并且使用比较广泛,由于其具有易燃的特点,在遇到火源等会发生起火现象,使用
阻燃剂能够使其无法燃烧,但是阻燃剂的燃烧产生的有毒物质较多,这对环境有着不良影响,需要进行改善,针对阻燃剂的不同类型分析
其特性和缺点,研制新型的聚丙烯有着重要的作用。
哈尔滨市产品质量监督检验院
摘要:聚丙烯的生产在世界上有着重要的作用,并且使用比较广泛,由于其具有易燃的特点,在遇到火源等会发生起火现象,使用阻
燃剂能够使其无法燃烧,但是阻燃剂的燃烧产生的有毒物质较多,这对环境有着不良影响,需要进行改善,针对阻燃剂的不同类型分析其
特性和缺点,研制新型的聚丙烯有着重要的作用。
关键词:聚丙烯;阻燃剂
1
聚丙烯阻燃剂现状
聚丙烯具有易加工的优越特点,适用范围也比较广,所以应用较为普遍,数量不断增多,直到1995年全世界的聚丙烯生产数量将近
200
万吨,但是聚丙烯属于高分子材料,具有易燃特点,氧指数为18.5,在燃烧中不会产生烟雾,也没有残渣,只有熔滴和延流起火的现
象,阻止聚丙烯燃烧需要将其本体熄灭,还需要阻止延流起火现象,这样才能彻底的避免燃烧。聚丙烯的阻燃剂成分为含磷化合物、含卤
化合物有以及无机化合物,目前的阻燃剂很少有能达到较高标准的产品,由于难度较高,需要对原有的阻燃剂进行改善,更好的是开发出
能够改变其性能的阻燃剂,能够具有抗冲击性,还有良好的加工性能,这对聚丙烯的阻燃剂进行加强有着重要作用。
2
无机阻燃剂
无机阻燃剂能够加强阻燃的效果,还能够消除烟雾,没有污染和毒害作用,也不具有腐蚀性,然而阻燃剂大部分是填料型,树脂的添
加量比较多,这会使加工工艺受到影响,也会造成性能的破坏,阻燃剂需要向着更加精细的水平发展,这样才能使其具有更加细致和坚固
的特点,同时能够加工成更多种类的产品,使产品的质量和完整性得到提高,同时,将尺寸改善有着重要的作用,能够使加工更加简便。
美国某公司生产的阻燃剂,所具有的烟密度相比卤系阻燃剂要小很多,同时另一家公司又退出了具有超细特性的氢氧化镁阻燃剂,粒度达
到微米级别,和无机阻燃剂相比添加量也比较小,这种阻燃剂在聚丙烯中应用可以降低粒度所造成的的性能影响,其他的公司相继推出阻
燃性能更好,烟密度更小的阻燃剂产品。
3
溴系阻燃剂
溴系阻燃剂目前是产量最多的一种,效率较高,价格也比较合理,但是溴系阻燃剂在燃烧过程中会产生大量的烟雾和有毒的气体,同
时具有腐蚀性,使用会物质的紫外光稳定性下降,阻燃剂的特点需要向着烟雾量和有毒气体降低的方向发展,国外对相关规定已经开始实
施,但是溴系阻燃剂依然有着重要的地位,开发也没有中断,通过研究,美国公司将溴系阻燃剂进行改善,使其具有燃烧产生无毒物质,
而且具有较好的耐光性,成本也能够被接受。
公司开发的乙撑双四溴酞酰亚胺(商品名SaytexBT93).Saytex-451均具有优异的性能,其中Saytex BN-451因分子中存在酰亚胺环系
统而使其具有较高的热稳定性,同时其紫外稳定性和电气性能也极佳,且不起霜,用其阻燃
PP可达到UL94V- -2级。
4
磷系阻燃剂
常用的磷系阻燃剂可分为有机磷系阻燃剂和无机磷系阻燃剂,通常的有机磷系阻燃剂有磷酸三苯醋、磷酸三甲苯醋、磷酸三(二甲
苯)酉旨等。目前开发的可用于聚丙烯的新型有机磷系阻燃剂有
Albirgih Wilson公司生产的具有环化磷酸醋的AmgardNP阻燃剂。将其填
充到熔融指数为
4的聚丙烯中(添加量为35)其阻燃PP可达到UL94V一0级,且对机械性能没有很大影响。该公司开发的另一产品gardZos
添加到
pp中,具有安全、无尘及使用方便的特点,且阻燃性非常好。此外旧本八大化学工业公司开发的含澳的脂肪族磷酸醋GR一900,用
其处理
PP,具有阻燃性、热稳定性、耐光平衡优异的特点。而位于纽约州的荷兰AkzoNobel公司开发的新型FyroflexRDP正计划推广应用
至聚烯烃中。
近年来,磷系阻燃剂的开发方向是降低毒性、提高热稳定性、减少燃烧时的生热量,而含磷无机组燃剂因其热稳定性好、不挥发、不
产生腐蚀性气体、效果持久、毒性低的优点获得广泛的应用。无机磷系阻燃剂主要包括红磷、磷酸二氢钱、磷酸氢二钱、磷酸钱、聚磷酸
按。
’其中,以磷一氮膨胀型阻燃剂倍受青睐,成为磷系阻燃剂开发的热点。有关膨胀型阻燃剂的概况将作为独立的一个单元随后讨论。
5
有机硅系阻燃剂
有机硅系阻燃剂是一种新型无卤阻燃剂,也是一种成炭型抑烟剂。在PP、PE中添加有机硅复合阻燃剂,可以克服常规阻燃剂无法克
服的缺点,是非卤、低烟、低毒阻燃
PP开发的新技术之一。目前已提供市场的有机硅系阻燃剂是美国通用电气公司生产的SFR一100,它
与其它协同剂作用,可赋予聚丙烯优异的阻燃性和抑烟性。含
10%SFR一100的聚丙烯可在阻燃性及流动性及机构性能间实现最佳平衡。在
国内,浙江工学院也对其进行了研究,证明了有机硅复合物对聚丙烯具有显著的阻燃和减少融体滴落作用。加入
10份左右有机硅复合阻燃
即可使聚丙烯达到
Ul一94V一0级。
6
膨胀型阻燃聚丙烯体系
在众多的阻燃体系中.近年来发展起来的膨胀型阻燃体系异军突起,成为90 年代阻燃剂家族的新秀,也是近期阻燃剂领域的研究热
点。膨胀型阻燃体系在燃烧过程中,因材料表面生成
- -层蓬松、多孔的炭层而具有隔热、隔氧、抑烟、且无熔滴生成的特点,因此十分适
合于聚丙烯的阻燃。目前,美国、意大利等国的许多膨胀型阻燃剂均已商品化
.如美国的HoechstCelanese 公司开发的Exolit- 10、Exolit- 11
膨胀型阻燃剂
.当其添加到PP 中(添加量25%~30%),其阻燃制品的氧指数为30,阻燃级别达到UI.94 V级,生烟量与未阻燃材料相同.密
度仅比未阻燃材料提高了
10%~15%.该公司新近推出的一种APPS 化合物Exolit-422 比市场上所有的阻燃产品的分子量都高,因而具有良好
的热稳定性
.且具有特別高的白度指数(90- -95)。它的姐妹产品Exolit-462化学特性与Exolit-422 相同,但其在使用过程中被包覆而抑制了
和其它添加剂发生化学反应,提高了制品的抗潮湿性,特别适合于户外应用。
此外,该公司正在研制的Hostaflam AP-750 的改性产品,可以克服公司正在销售的膨胀型阻燃剂Exolit 系列的大多数缺点.具有校高稳
定性(可耐
248'C)和低得多的吸水性,起霜倾向也较低。意大利Montefluos 公司销售的Spinflam MF82 膨胀型阻燃剂,以其阻燃PP.当阻
燃剂用量为
24%时,氧指数可达37.0,垂直燃烧实验可达UL94 V- -0级,抗弯模量增加4%~30%,拉伸强度降10%.冲击强度降低约为
30%
。而SpinflamMF82 作为Phos-ChekP/40 聚磷酸铵协效剂混以一定比例构成的膨胀型阻燃剂具有优异的阻燃性能,特别是密度低,燃
烧时生成的有毒气体和腐蚀性气体量很小烟密度甚低,且麦材料的主要物理性能下降不多。以其阻燃聚丙烯,当阻燃剂用量为
25%时.材料
的氧指数为
33.阻燃性可达UL94 V-0 级。同时其它公司也对用于聚丙烯的新型膨胀型阻燃剂进行了开发研究。
7
结语
应用阻燃材料可以对防火进行加强,聚丙烯的生产在材料占据着重要的地位,所以需要对其阻燃进行更加深入有效的研究开发,增强
阻燃剂的性能,但是目前的无机阻燃剂、含卤阻燃剂以及膨胀阻燃剂都有着一定的缺陷,不能达到要求水平,同时,这些阻燃剂还会是树
脂材料的物理性能受到影响,也会影响抗性,如果具有较好的阻燃效果,但是燃烧产生的烟雾量和有毒气体也会使环境受到污染,所以都
需要进行改善,部分地区对阻燃有着严格的要求规定,对阻燃剂进行改善能够使阻燃剂的应用获得更加良好的效果。
参考文献:
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王迪,姚泽昊,朱文利.膨胀型阻燃剂对聚丙烯阻燃改性的研究进展[J].塑料科技,2017(12):107-112.
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叶淑英.几种无卤膨胀型阻燃剂对聚丙烯性能的影响[J].塑料工业,2017,45(7):120-123.
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