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首页   阻燃剂及应用   卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮磷符合型膨胀阻燃剂、无机阻燃剂等各自适用的环境与工艺加工的优缺点
 

卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮磷符合型膨胀阻燃剂、无机阻燃剂等各自适用的环境与工艺加工的优缺点

常用的卤素阻燃剂主要包括含氯原子的如得克隆、氯化石蜡、CPE等和含溴原子的十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、四溴双酚AHBCD、八溴醚、溴化聚苯乙烯、溴化环氧树脂等等。

 

  磷系阻燃剂常用的有:包覆红磷、APP和一些磷酸酯类兼阻燃增塑剂的阻燃剂。

 

  氮磷符合型阻燃剂也是目前市场追逐的热点,包括三聚氰胺、季戊四醇、聚磷酸铵(APP)等组成的膨胀型阻燃剂。

 

  无机阻燃剂品种也很多,市场常用的真正可以独自起到阻燃剂作用的主要是氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌等,其它诸如,三氧化二锑、水镁石系列,还有有机土等最多只能算是阻燃协效剂,他们的作用主要在于帮助其它有机阻燃剂协同阻燃,使得其它阻燃剂的阻燃效率得以提高。

 

  就市场应用情况和不同阻燃剂的自身和被阻燃材料的特点来看,在热塑性树脂中当前应用效果最好、应用量最大的当属含卤素的阻燃剂,其中溴系列阻燃剂,尤其以十溴二苯醚等应用最为广泛,由于欧洲市场出台了环保性指令——RoHS,使得十溴二苯醚的生命周期近乎终结,取而代之美国大湖公司开发了与十溴二苯醚溴含量和热稳定性,分子结构也相似的十溴二苯乙烷阻燃剂,十溴二苯乙烷燃烧不产生致癌物质二恶英而阻燃效率和适用的树脂和工艺又和十溴二苯醚几乎相同,加之原料易得,成本上具备了其它阻燃剂所不具备的优势,因而得以广泛迅速推广,大湖公司在世界除我国以外的市场都注册了专利,所以唯独我国可以堂而皇之的生产十溴二苯乙烷,只是出口受到一些阻碍。

  就应用过程的具体体会来看,十溴二苯乙烷为代表的溴系列阻燃剂在热塑性树脂中具备阻燃效率高,制得的材料力学性能好,生产工艺要求不复杂、容易加工,与塑料等树脂相容性比较好,可以相对简单的通过添加阻燃剂熔融共混制造出阻燃性能很好,而且材料性能不发生太多改变的阻燃材料。此外,溴系列阻燃剂最大的优势还在于其很高的性价比和可回收利用性以及长效的阻燃性。相比之下其更适合电器、汽车、室内装饰品等高档材料的阻燃。

 

  当然溴系列阻燃剂也具有其自身的弱点,比如燃烧时冒黑烟、有一定的腐蚀性、甚至有些产品还具有毒性等等,但是在当前的工艺条件和技术条件下,其仍然是大部分市场,尤其工程塑料和通用塑料等热塑性树脂加工商乐于选用的产品。

 

  磷系列阻燃剂中可能红磷的阻燃效果最好、阻燃效率也最高、因为红磷理论来说是完全的磷单质,磷含量可达100%,虽然包覆后磷含量有所下降,但是还是远远高于其它磷的化合物,加之包覆后的红磷吸潮性和加工热稳定性与存储、运输上的更加便利,所以红磷目前成为磷系列阻燃剂中才热塑性材料中使用最为广泛的,但是其弱点首先表现在颜色必须为红色或者配合黑色,这个就极大的限制了其在很多材料中的应用,另外,红磷虽然经过包覆,但是限于工艺和原料的种种原因,在使用过程中还是可能会不可避免的引发火灾,更为严重的是红磷的加工特性比较差,与树脂的相容性也不太好、加工制作的材料力学性能很差,再加之生产过程中的恶臭的味道使得其很难在高档材料中得以推广。

 

  磷系阻燃剂中另外一个应用较多的阻燃剂——APP,聚磷酸铵。聚磷酸铵虽然磷含量也很高,而且呈现为白色,原理上可以为塑料等材料的上佳阻燃剂,可惜的是目前市售的APP包括高聚合度的也没有完全克服其容易吸潮、不耐高温的顽疾,虽然很多人采用了诸如包覆技术等方法对其改性后应用作为膨胀型阻燃剂的一些成分,但是可惜的是即使应用在聚烯烃等加工温度比较低,工艺比较简单的材料中,也常常会在材料的可回收和耐候性上面出问题,所以其应用并不是很广泛。

 

  磷系列阻燃剂中还有包括磷酸酯等即阻燃又增塑的阻燃剂,不过这类阻燃剂主要的应用对象是PVC等加工温度很低的材料,因为一般的磷酸酯系列磷阻燃剂耐高温特性很差,常温下为液体,添加不方便还容易析出材料表面,甚至有些还会在加工的过程中释放有毒气体,基于此,此类阻燃剂很少被应用与工程塑胶等高端阻燃材料中。

 

  目前市场很热衷的阻燃剂也许当属膨胀型无卤阻燃剂,他们最基本的组合包括聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇等可以提高碳源、酸源,也可产生膨胀的材料,膨胀型无卤阻燃剂,燃烧烟雾少,一般不产生有毒气体,加工时也不会腐蚀设备,而且由于膨胀的作用制作的阻燃材料往往不燃烧时往往不产生低落物,这个尤其对于聚烯烃类燃烧容易产生低落物的树脂非常适用。可以是材料更容易通过UL-94V0阻燃等级。但是遗憾的是在目前制造的膨胀型阻燃剂中很少有像理论想象的那样,正如上节所述,加工困难,不耐迁移、容易析出材料表面,易吸潮、水解,加工过程中容易膨胀和产生气泡,回收利用困难,耐候性差等等一系列问题都成为困扰其应用的原因。

 

  无机阻燃剂产品比较成熟,比如:三氧化二锑,氢氧化镁等,价格有些也相对低廉,像氢氧化镁、氢氧化铝等不但价格低廉而且阻燃材料燃烧不产生很多烟雾,释放物主要为水和二氧化碳等不会对环境造成很大伤害的物质,所以属于绿色环保型产品,不过,这类阻燃剂致命缺点是阻燃效能低下,需要很高的添加量才可以使得材料阻燃,而且无机阻燃剂有有机物热塑性树脂的相容性很差,在树脂中不容易分散,即使分散,亲和力也不好,所以制造的材料往往具有让人难以接受的力学性能,或是大大的降低了材料的抗冲击性能,或是材料的柔韧性丧失,种种原因导致了其应用的局限性,因此往往被对材料力学性能要求不高的场合所采用。

 

  当然,无机阻燃剂中像三氧化二锑、硼酸锌等也常常被作为阻燃材料应用,但是他们的阻燃功效主要体现在协助其它卤系等阻燃剂的阻燃,自身阻燃功效很低,或者几乎没有。

 

  国外也开发出很多种包括含卤和无卤的环保型阻燃剂,它们很多也对相应材料有着比较高的阻燃效能,并且可以制造出力学性能很好、外观也很好的阻燃材料,不过也许是因为价格和技术等方面的原因,目前在我国的推广并不是很好。

 

  作为性能良好的阻燃剂,一般认为:

  有着较高的阻燃效率,可以轻松的使得所阻燃的材料达到应有的阻燃等级;

  对材料的物理性能影响较小,使用后制造的阻燃材料物理性能不应该发生太大改变;

  与材料的相容性好,能够在所阻燃的材料中均匀分散,并有着较好的亲和力;

  加工工艺可行,应用传统的工艺可以使用;

  可以承受的价格,有较高的性价比,制的得阻燃材料成本可以被市场所接受;

  环保,无毒性,无有害物质释放;


 来源:防火网 发布时间:2010-7-23 点击次数:6728

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