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[无卤处理剂]揭开无卤阻燃剂的面纱

2020-11-13

 现平居,因为绝大所有塑料优异的绝缘苦守,塑料已经遍及独霸于手机3C、家用电器、电工产品中;然则,塑料的易燃苦守劝阻着其坦然苦守。无卤阻燃剂因为不会产生氯化氢等有毒含卤气体,为我们个别生存做了巨大的奉献。上面我们来揭开无卤阻燃剂各人族的神秘面纱:有机阻燃剂、无卤收缩型阻燃剂、有机磷系阻燃剂、有机硅系阻燃剂、氮系阻燃剂。

    一、有机阻燃剂

    有机阻燃剂具有拘泥性好,低毒或无毒,贮存过程中不挥发、不易从塑料中析出,质料根源丰富,价钱卑贱等所长, 兼具阻燃、添补两重功能;并对状况友好,是很有长进的阻燃剂。有机阻燃剂主要包含Sb2O3、Al(OH)3、Mg(OH)2、有机磷系等。


    1、3氧化2锑

    3氧化2锑(Sb2O3)是有机阻燃剂中把持最为遍及的种类。因为它单独把持时成绩不佳,常与有机卤化物并用,起到协同熏染,称为协效剂。它具有优异的阻燃成绩,可遍及用于PVC和聚烯烃类及聚酯类等塑料中。但它对鼻、眼、咽喉具有慰藉熏染,吸入体内会慰藉呼吸器官,与皮肤交兵概略引起皮炎,把持时应当心防护。

    2、氢氧化铝

    氢氧化铝Al(OH)3习俗上称为水合氧化铝。为白色细微结晶粉末,含结晶水34.4%,200℃以上脱水,可大批排汇热量。此外,氢氧化铝到场到塑料中,在点火时放出的水蒸气白烟将聚合物点火产生的黑烟浓缩,起掩蔽熏染,是以又具有增长烟雾和有毒气体的熏染。

 

图1 氢氧化铝

    3、氢氧化镁

    氢氧化镁Mg(OH)2比氢氧化铝阻燃苦守稍差,在塑料中增长量大,会影响到力学强度。经偶联剂内里处理惩罚后,可改善其与树脂的扩散力,使之兼具阻燃和添补两重功能。罕用于EP、PF、UP、ABS、PVC、PE等。

    4、有机磷系阻燃剂

    有机磷系阻燃剂主要指红磷。它是一种苦守优异的阻燃剂,具有高效、抑烟、低毒等阻燃成绩,作为阻燃剂把持已有20余年,是一种受到高度器重的阻燃剂,可在多种塑料中把持,但个别需与另外助剂配合,伎俩发扬其阻燃熏染。红磷阻燃剂也有不敷,主要有:红磷在把持时拘泥性差、易燃易爆炸、易氧化成酸;与气氛耐久交兵会放出剧毒的磷化氢;红磷各人为红色,易使成品着色;红磷也繁杂吸潮,与聚合物兼容性较差,从而限定了其作为阻燃剂的遍及独霸。

    5、另外有机阻燃剂

    另外有机阻燃剂包含阻燃增效剂、阻燃抑烟剂以及一些用量较少的阻燃剂等,主要有:钼系化合物、硼酸盐、层状硅酸盐、锡系化合物(锡酸锌和羟基锡酸锌)等。钼系化合物是迄今为止人们发现的最佳抑烟剂。通常把持3氧化钼和钼酸铵。美国斥地出不含铵的系列钼酸盐抑烟剂,技巧200℃以上的加工温度。


    2、无卤收缩型阻燃剂


    无卤收缩型阻燃剂(IFR)是以磷、氮为主要成分的无卤阻燃剂。它具有高阻燃性、无熔融滴落、对暂时或重复表露在火焰中有极好的抵挡性,无卤、无氧化锑, 低烟、无毒、无溃烂性气体产生等所长。


    IFR主要由3所无形成:第一所有是酸源又称脱水剂或炭化促进剂。通常为有机酸或有机酸化合物,如磷酸、硫酸、硼酸、磷酸铵盐、磷酸酯及聚磷酸铵(APP)等,可与树脂熏染,促进炭化物的天生;第2所有是炭源又称成炭剂,主要为一些含碳量较高的多羟基化合物或碳水化合物,如淀粉、季戊四醇(PER)及其2聚体和3聚体等;第3所有是气源又称发泡源,可开释出惰性气体,为含氮类化合物,如尿素、3聚氰胺(MEL)、双氰胺、APP等。


    因为平居的收缩型阻燃剂易吸潮,增长量大,同塑料的相容性差,以是还必要对其改性以前进其与塑料的相容性或让其与具有协同熏染的物质共用,以前进阻燃成绩。


    3、有机磷系阻燃剂


    在各种阻燃剂中,磷系阻燃剂,出格是有机磷系阻燃剂,占有求助地位。对有机磷系阻燃剂的研讨肇始于本世纪初,有机磷系阻燃剂多半具有低烟、无毒、低卤、无卤等所长,相符阻燃剂的发展标的目标,具有较好的发展前景。有机磷系阻燃剂包含磷酸酯、亚磷酸酯、膦酸酯、有机磷盐和氧化磷,尚有磷杂环化合物及聚合物磷(膦)酸酯等,但独霸最广的是磷酸酯和膦酸酯。


    因为早先已财产化的有机磷阻燃剂存在挥发性大、热拘泥性不佳以及磷卤阻燃剂毒性等题目,近年来海内外有大批新型有机磷类阻燃剂被研发,且所有已经财产化。另外,以氮、硅作为阻燃元素的阻燃剂以其高效、低烟、低毒、绿色环保等所长也受到了人们的遍及关注。 是以在有机磷阻燃剂分子操持中,把氮元素或硅元素引入其中而得到的磷-氮阻燃剂或磷-硅阻燃剂经常概略发扬二者的协同阻燃熏染。

 

图2 RDP与BDP的结构式

BDP和RDP是近年来斥地出的新型无卤环保有机磷类阻燃剂,其结构式如上图所示。与古板有机磷阻燃剂比较,它们具有分子量大、热拘泥性高、挥发性低以及阻燃功能高等赋性。BDP在热拘泥性及水解拘泥性方面比RDP略为优美,作为增长型阻燃剂,主要用于热塑性工程塑料如PC/ABS共混物、 聚乙烯及泡沫聚氨酯中,表现出非常优异的阻燃成绩。

    四、有机硅系阻燃剂


    有机硅阻燃剂是一种新型高效、低毒、防熔融滴落、状况友好的无卤阻燃剂,也是一种成炭型抑烟剂。有机硅阻燃剂在赋予基材优异的阻燃苦守以外,还能改善基材的加工苦守、耐热苦守等。今朝,有机硅阻燃剂主要有硅树脂阻燃剂和聚硅硼氧烷阻燃剂。阻燃的举措概略是间接将有机硅阻燃剂到场到塑料中,也概略是将一些带官能团(如端羟基、氨基或环氧基)的聚硅氧烷链段嵌入到一些聚合物中。

 

图3 塑料点火滴落易松散火源

    1、硅树脂是以Si-O-Si为主链,硅原子上连接有机基的交联型半有机高聚物。硅树脂分子的侧基为氢键或有机基时称为纯硅树脂。硅树脂具有优异的耐热性、耐候性、阻燃性和电绝缘性等。

    2、聚硅氧硼烷是指分子主链上包含Si-O-Si键、Si-O-B键和B-O-B键的聚合物。将硼元素以化学键的形式与硅氧烷构成共聚物,可完成B和Si在同一分子链上的协同阻燃熏染。 

    5、氮系阻燃剂


    氮系阻燃剂的研讨起步较晚,今朝把持的种类不多,主要为增长型,罕用的氮系阻燃剂有3聚氰胺、3聚氰胺氰尿酸(MCA)等。氮系阻燃剂作为一种新型高效的阻燃剂,近年来在海内外得到遍及研讨和器重。遵照今朝已有文献报道,单独把持氮系阻燃剂阻燃成绩不佳,但与含磷阻燃剂扩散而成的收缩型阻燃剂琐细,其阻燃成绩就很好。