磷 氮系膨脹型阻燃劑的開發(fā)充滿活力
膨脹型阻燃劑一般以磷、氮為主要成分,不含鹵素,也不采用氧化銻為協(xié)效劑。含有這類阻燃劑的高聚物受熱時(shí),表面能夠生成一層均勻的碳質(zhì)泡沫層,起到隔熱、隔氧、抑煙的作用,并防止產(chǎn)生熔滴現(xiàn)象,具有良好的阻燃性能。膨脹型阻燃劑符合當(dāng)今要求阻燃劑少煙、低毒的發(fā)展趨勢(shì),被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)阻燃劑無鹵化很有希望的途徑之一。膨脹型阻燃劑分混合膨脹型和單組分膨脹型。混合膨脹型阻燃劑是由于個(gè)別的酸源(如磷酸鹽或磷酸酯)、碳源(如多元醇)及氣源(如含氮化合物)組成的混合物。適合于阻燃PE 和PP,當(dāng)用量為25%~30%時(shí),阻燃材料氧指數(shù)可達(dá)30,阻燃級(jí)別達(dá)UL94V0 級(jí)。以聚磷酸銨為基礎(chǔ)的膨脹型阻燃劑是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。大優(yōu)于許多小分子阻燃劑,有可能成為今后的更新?lián)Q代產(chǎn)品。
表面改性、超細(xì)化是無機(jī)阻燃劑發(fā)展方向
無機(jī)阻燃劑具有熱穩(wěn)定性好、不揮發(fā)、不產(chǎn)生腐蝕性和有毒氣體等特點(diǎn),且價(jià)格便宜,無機(jī)阻燃劑占各類阻燃劑一半以上。主要品種有:氫氧化鋁、氫氧化鎂、紅磷、氧化銻、氧化鉬、氧化鋯、鉬酸銨、硼酸鋅等,其中氫氧化鋁(ATH)占無機(jī)阻燃劑的80%以上。但由于無機(jī)阻燃劑的阻燃效果差,添加量大,須采用新技術(shù),如超細(xì)化、表面改性、大分子鍵合等進(jìn)行改進(jìn)。
表面改性 無機(jī)阻燃劑具有較強(qiáng)的極性與親水性,同非極性聚
料相容性差,界面難以形成良好的結(jié)合和粘接。為改善其與聚合物間的粘接力和界面親和性,采用偶聯(lián)劑對(duì)其進(jìn)行表面處理是最為有效的方法之一。常用的偶聯(lián)劑是硅烷和鈦酸酯類。如經(jīng)硅烷處理后的ATH,阻燃效果好,能極有效提高聚酯的彎曲強(qiáng)度和環(huán)氧樹脂的拉伸強(qiáng)度;經(jīng)乙烯 硅烷處理的ATH,可用于提高交聯(lián)乙烯 醋酸乙烯共聚物的阻燃性、耐熱性和抗?jié)裥浴ｂ佀狨ヮ惻悸?lián)劑和硅烷偶聯(lián)劑可以并用,能產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。經(jīng)過表面改性處理后的ATH 表面活性得到了提高,增加了與樹脂之間的親和力,改善了制品的物理機(jī)械性能,增加了樹脂的加工流動(dòng)性,降低了ATH 表面的吸濕率,提高了阻燃制品的各種電氣性能,而且可將阻燃效果由V 1 級(jí)提高到V 0 級(jí)。
超細(xì)化 目前,ATH 的超細(xì)化、納米化是主要研究開發(fā)方向。
ATH 的大量添加會(huì)降低材料的機(jī)械性能,而采用超細(xì)化的,特別是納米級(jí)的ATH 填充塑料,會(huì)起到剛性粒子增塑增強(qiáng)的效果。這是由于阻燃作用的發(fā)揮是由化學(xué)反應(yīng)所支配的,對(duì)于等量的阻燃劑,其粒徑愈小,比表面積就愈大,阻燃效果就愈好。另一方面,超細(xì)化、納米化的ATH,增強(qiáng)了界面的相互作用,可以更均勻地分散在基體樹脂中,更有效地改善共混料的力學(xué)性能。如在LDPE/EVA(70/30)中填充美國(guó)Solem 公司開發(fā)的粒徑為10μm 的ATH,擠塑能力可提高40%。
消煙技術(shù)
在火災(zāi)中,煙是最先產(chǎn)生和最易致死且貽誤救火時(shí)機(jī)的因素,所以當(dāng)代的“阻燃”是與“抑煙”相提并論的,而且對(duì)某些塑料,如PVC 而言,“抑煙”比“阻燃”更為重要。含鹵高聚物、鹵系阻燃劑和銻類化合物是主要的發(fā)煙源。因此除了阻燃劑的非鹵化是減少發(fā)煙量的主要途徑外,對(duì)PVC 等含鹵高聚物采用添加消煙劑是解決發(fā)煙的途徑
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