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新型阻燃母料解决方案

发表时间: 2021-08-13 10:33:23

作者: 上海安凸塑料添加剂有限公司

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阻燃母料又称阻燃母料和防火母料。是为了满足塑料和橡胶制品的防火要求而生产的一种产品。

随着科学技术的进步和生活水平的提高,聚合物材料尤其合成聚合物,如塑料和橡胶,在人们的生活中发挥着越来越重要的作用,其应用呈逐年扩大的趋势。然而,大多数有机聚合物材料在空气中具有不同程度的易燃性。为了实现其在军事、航天、交通、电力和民用行业的应用,阻燃改性已经成为一个新的课题。目前,理想的塑料阻燃改性方法通常通过添加阻燃剂或阻燃母料来提高塑料的耐火性。

阻燃母料(溴/卤)又称阻燃母料,是塑料、橡胶等树脂中表现***的阻燃产品之一。阻燃母料(溴/卤)是在阻燃剂的基础上,通过多种阻燃成分的有机结合、改性和协同作用,通过双螺或三螺挤出机混合、挤出、造粒而制成的颗粒产品。

不像阻燃剂,阻燃母料在树脂中添加方便,清洁卫生,阻燃效率高,添加量小,对树脂的机械性能影响小,添加后不易出现分层、图案、析出等不良现象,节省人力、物力成本和时间等诸多优点。

一般来说,阻燃母料在树脂中的分散性、流动性、与树脂的相容性、热稳定性和耐候性都远远优于普通阻燃剂。此外,配方合适的阻燃母料的阻燃效率和效率(性价比)远远优于普通阻燃剂。因此,阻燃母料已成为阻燃塑料制品实现防火要求的***选择之一,也是阻燃粉末的有效替代品。

特征。

使用方便:阻燃母料(母粒)多为片状或条状药片大小颗粒,与普通塑料颗粒大小相等,增加了其互容性,使其更容易分散、添加、卫生,减少挥发浪费。

2.与树脂兼容性好:一般来说,阻燃母料(母料)经过特殊处理,提高了与塑料树脂的兼容性,使其在树脂中的添加量即使较大,也不容易出现分层、起霜、图案等问题。

3.降低成本,提高产品附加值:通过添加阻燃母料(母料),普通塑料可以满足或接近工程塑料的应用要求,提高产品附加值,降低原材料成本。

分类。

由于阻燃母料(母料)在塑料中的阻燃效率、环境保护、生产效率提高、便利性等诸多优点,已成为传统阻燃剂的有效替代品,广泛应用于塑料造粒、挤出、注射等各个方面。

目前广泛使用的阻燃母料主要有卤素(Br、Cl)、磷系(红磷、磷化合物等)、氮系(通常称为膨胀型阻燃母料)和无机阻燃母料(氢氧化铝、氢氧化镁等)。

卤素阻燃母料(母粒)是目前大多数树脂中***受推崇的阻燃母料,因为它自身的有机性使其与塑料的亲和力更好,因此成品的机械性能下降更少,阻燃效率更高,在树脂中添加更少,性价比更高。不利之处在于部分有生物毒性,在一些国际标准中被禁止。而且由于环境保护性能差,尤其是在欧洲,有被淘汰的趋势。

磷阻燃母料也是应用较为广泛的产品,在某些树脂中,其阻燃效率甚至高于卤制母料,但它存在着色泽不协调、相容性差、氧指数低、加工工艺适用性低等诸多缺点,往往只能用于特殊行业。

膨胀阻燃母料由于其阻燃效率低、易发泡等诸多不适应性,应用范围更窄。

氢氧化镁等无机阻燃母料。其阻燃产品环保性好,不排放有毒气体,吸烟量小,阻燃塑料氧指数高。但由于其添加量过高,达到理想的阻燃标准,无机物与有机物之间的自然不协调,虽然改性后生产的成品仍然难以满足大多数行业的需求,但其推广受到一定的限制。相信在技术进步后,依靠环保优势可以逐渐得到市场的认可。

磷酸锆阻燃母粒与复合阻燃。

磷酸锆具有层状化合物的共性,化学稳定性高,热稳定性和耐酸碱性高。

磷酸锆的主要用途之一是阻燃母粒。

磷酸锆阻燃机理:

PO*自由基P-O形成的PO*自由基可以捕捉空气中活跃的O和OH自由基,在一定程度上降低限定空间内的氧含量,终止燃烧的链式反应。磷酸锆在高温下分解结晶水,带走一部分热量,催化成炭,改变碳层结构,阻止氧的进入,达到阻燃效果。

1.ZrP本身具有层状化合物的阻隔作用。

2.复合材料燃烧时,ZrP释放结晶水,降低气相燃烧区可燃物浓度,吸收大量热量,延缓聚合物基体的热分解,降低燃烧速度

3.阻燃剂与ZrP分解的产物可以在聚合物表面形成保护膜,不仅可以阻止聚合物降解产生的挥发性产物向气相的传递过程,还可以阻止气相燃烧产生的热量向凝结相的反馈。

4.其层间含有Lewis酸点和Bronsted酸点,具有协同效、促进成炭、固定和增强碳化层等功能。与此同时,固体酸对烟气有***的吸附和催化转化作用,可以明显减少烟气的产生。

目前,国外阻燃客户已成功将磷酸锆应用于PP、PA等塑料阻燃母料,反馈氧指数大幅提高,同时提高部分机械性能。

与此同时,在PP/APP/PER/系统中,磷酸锆具有良好的阻燃性能。

2.5%磷酸锆与22.5%IFR系统配合,PP复合材料LOI值可达37%,阻燃等级可达UL94V-0。

磷酸锆不仅起到了简单的片层阻隔作用,而且这种分散使PP大分子链在其层间尽可能地伸展,能够与其层间有催化活性的Lewis酸点与Bronsted酸点充分接触,在燃烧过程中,能够催化降解部分PP成炭(聚合物裂解产生的小分子容易被催化成炭形成高度晶化的炭层,例如石墨结构的产生,石墨炭层难燃,隔热,隔氧,容易燃烧。)它还可以与系统中的APP发生反应,产生陶瓷交联物(产生交联网络结构),使膨胀炭层更加稳定。磷酸盐网络结构和碳层的产生进一步阻碍了传质传热。改进碳层结构协同剂-磷酸锆阻燃系统,将成为新型阻燃技术产业发展的新方向。


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