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ABS樹脂常用助劑之阻燃劑簡介

作者:admin    添加時間:2013-8-6 9:44:40    瀏覽量:7805

阻止或延緩塑料燃燒的物質叫阻燃劑。從燃燒的3個要素和塑料的燃燒機理考慮,要使塑料阻然,必須從其燃燒產生的氣相、固相和熱量3個方面著手。塑料阻燃的主要途徑列于表1中。

表1 

阻燃途徑

采取的具體措施

提高塑料的熱穩定性

交聯、工具與高分解溫度塑料共混

提高塑料的導熱性

添加無機填料或與導熱性高的塑料共混

稀釋可燃物和氧氣

添加無機填料或能分解難燃氣體的阻燃劑

添加自由基抑制劑

添加鹵素或磷類阻燃劑

稀釋或吸收燃燒過程中產生的熱量

添加含結晶水的無機填料、低分子液體能分解吸收大量熱量的物質

隔絕氧或炭化塑料保護

加入炭化劑

 

通常阻燃劑可分為添加型和反應型兩類。添加型阻燃劑能分散在塑料母體中,但與聚合物不發生鍵合反應;反應型阻燃劑則與塑料母體發生聚合反應,成為主體樹脂的一種組分。塑料阻燃采用的具體方法概括起來主要有添加鹵素類阻燃劑、磷類阻燃劑或無機阻燃劑等。塑料阻燃可單獨使用上面任一類阻燃劑,也可復合使用兩種或多種阻燃劑。事實上,一般都使用復合阻燃劑。無機阻燃劑價廉,燃燒時消煙,無滴落,無污染,毒性小,但添加量大,有的甚至要加到60% ~ 70%才有阻燃效果,從面對塑料性能影響較大,目前較少單獨使用。鹵素類、磷類阻燃劑,添加量少,阻燃性好,對塑料性能影響小,故多采用,且多與無機阻燃劑結合使用。

 

阻燃劑

在有機阻燃劑中,鹵素類有機阻燃劑由于阻然效率高,添加量少,在塑料阻燃中一直起著十分重要的作用,其中溴類阻燃劑年耗量比氯類阻燃劑高。ABS常用的有機阻燃劑有十溴聯苯醚、八溴聯苯醚、四溴雙酚A、雙(三溴苯氧基)乙烷、苯氧基四溴雙酚A碳酸酯齊聚物、雙(三溴苯氧基)乙烷雙醚、六溴環十二烷、六溴苯、氯化聚乙烯、全氯環戊癸烷、溴化聚苯乙烯等。鹵素與銻的協同體系是目前應用最廣泛的阻燃體系,其燃燒所生成的鹵化銻的分解溫度范圍與大多數聚合物的熱分解溫度范圍比較一致,而且添加金屬氧化物還可對其進行調節,如氧化鐵可使其分解溫度下降50~100℃,氧化鈣、氧化鋅可使其分解溫度升高25~50℃。新的協同阻燃體系還有鹵素-硅體系、鹵家-磷體系、鹵素-氮體系等。

 

無機阻燃劑主要有氫氧化鋁、氫氧化鎂、三氧化二銻、硼酸鋅、絲鈉鋁石、無機磷系阻燃劑等,目前多是填料型阻燃劑,添加量大,對材料性能和加工工藝有不利影響,需進行超徽細化、微膠囊化或表面改性處理。三氧化二銻主要與鹵素阻燃劑復合使用,鹵紊與銻的摩爾比一般為3:1。無機磷系阻燃劑主要有紅磷、聚磷酸鐵、磷鹽等,其中紅磷的燃燒值大,為24000kJ/Kg,其在ABS中的用量不能過大。目前已有微膠囊化紅磷和白化紅磷供應。如BASF公司用雙酚A聚碳酸酯在三氯甲烷溶劑中處理紅磷,制成粉狀改性紅磷阻燃劑,效果較好。日本化學工業公司將紅磷粉懸浮在水溶液中,加鋁鹽溶液,用NaOH調pH到4 ~ 10,使紅磷表面附有一層Al(OH)3,再用Cu、Fe、Ni、Sb等重金屬鹽溶液處理,可制得用于各種樹脂的阻燃劑。

 

有機硅阻燃劑是近年來正在開發的新型無鹵阻燃荊,也是一種成碳型抑煙劑,它在賦予聚合物優異阻燃抑煙性的同時,還改善材料的加工性能,提高材料的機械性能,特別是低溫沖擊強度。有機硅阻燃劑與鹵素類阻燃劑、金屬皂、氫氧化鋁、多磷酸胺、SiO2等有協同作用,能促進炭化層的形成,提高阻燃性,抑制煙霧,防止融滴。在ABS樹脂中,有機硅一金屬皂復合體系比十淇聯苯醚,Sb2O3復合體系的阻燃效果要好。在有機硅,金屬皂復合體系中,添加SiO2能夠明顯促進SiC形成,有助于復合體系阻燃性的提高。常用的有機硅阻燃劑有硅酮化合物、硅樹脂、硅橡胺等。

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