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ABS無(wú)鹵阻燃劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2016-12-5 10:52:20 |
ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，作為五大合成樹(shù)脂之一，是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將PS，SAN，BS的各種性能有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)，兼具韌，硬，剛的優(yōu)異力學(xué)性能。為了滿足阻燃性能符合UL94 V-0(1.6mm)的要求，同時(shí)兼顧力學(xué)性能和著色性能，尤其是保持一定的韌性，使材料的缺口沖擊強(qiáng)度不受很大影響。
在鹵素阻燃領(lǐng)域，已經(jīng)有了很多解決方案；同樣在無(wú)鹵阻燃領(lǐng)域，紅磷阻燃劑作為一個(gè)阻燃效率很高的ABS無(wú)鹵阻燃劑解決方案，它滿足了阻燃性能和力學(xué)性能這兩個(gè)要求，但其做成的ABS阻燃材料由于顏色很深，不能滿足著色性能要求，只能用于黑色或深色場(chǎng)合；現(xiàn)在的情況是：在必須同時(shí)滿足阻燃性能、力學(xué)性能和著色性能這三個(gè)基本條件的前提之下的ABS無(wú)鹵阻燃劑，一直是全世界阻燃改性領(lǐng)域內(nèi)公認(rèn)的一個(gè)難題，國(guó)內(nèi)外至今尚未發(fā)現(xiàn)有非常好的成熟解決方案。分析主要原因，主要在于如下兩個(gè)方面：
原因之一：ABS作為三元共聚物，其本身的ABS無(wú)鹵阻燃劑解決方案就非常不容易實(shí)現(xiàn)；實(shí)際上，其他一元聚合物（如尼龍、PBT、PP、PC、PET等）與ABS相比，因?yàn)橹恍枰鉀Q單純一種聚合物的無(wú)鹵阻燃，這些材料的無(wú)鹵阻燃往往相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)，目前很多國(guó)家都已經(jīng)有了很好的解決方案；而ABS則大大地不同，它需要同時(shí)滿足丙烯腈、丁二烯和苯乙烯這三種材料的無(wú)鹵阻燃，并且這三種組分材料往往需要不同的阻燃機(jī)理，鑒于此，很多各國(guó)雖然做了多年的探索，到目前為止，還未形成一個(gè)添加量小于30%的無(wú)鹵阻燃解決方案。
原因之二：目前世界上已經(jīng)研發(fā)成功的一些無(wú)鹵阻燃解決方案，主要包括：以氫氧化鋁或氫氧化鎂為基礎(chǔ)的脫水降溫阻燃體系、以聚磷酸胺為基礎(chǔ)的膨脹阻燃體系、以烷基或芳基磷酸酯（或膦酸酯）類(lèi)阻燃型增塑劑為基礎(chǔ)的阻燃體系，等等，這些阻燃體系，添加量一般都要在35%以上，往往填充量過(guò)大，或者增塑效果過(guò)大，對(duì)材料的性能，尤其是缺口沖擊強(qiáng)度影響很大，因此同樣不能滿足上述三個(gè)基本條件。
據(jù)國(guó)內(nèi)工程塑料領(lǐng)域內(nèi)某上市公司的技術(shù)人員講，ABS無(wú)鹵阻燃劑，目前的缺口沖擊強(qiáng)度只能達(dá)到2.2KJ/M2左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了下游用戶(hù)的要求。
磷酸三苯酯tpp是種含磷元素的無(wú)鹵環(huán)保型阻燃劑，面上大多數(shù)產(chǎn)品為自色片狀結(jié)晶，改產(chǎn)品為自色結(jié)晶性粉末，也更用于溶解于有機(jī)溶劑，TPP不溶于水，溶于苯、氯仿、醚和而酮，微溶于Z醇。微具芳香氣味，微有潮解性，不易燃燒。熔點(diǎn)約50℃，受熱時(shí)快速熔化成箍狀，潤(rùn)精效果極佳，常作為阻燃增塑潤(rùn)精劑使用。它在許多塑料和樹(shù)脂用作阻燃劑，如酚醛樹(shù)脂，環(huán)氧樹(shù)酯等。
磷系阻燃劑起阻燃作用在于促使高聚物初期分解時(shí)的脫水而碳化。這一脫水碳化步驟必須依賴(lài)高聚物本身的含氧基團(tuán)，對(duì)于本身結(jié)構(gòu)具有含氧基團(tuán)的高聚物。它們的阻燃效果會(huì)好些。對(duì)于聚丙烯來(lái)講，由于本身的分子結(jié)構(gòu)沒(méi)有含氧的基團(tuán)，單獨(dú)使用磷系阻燃劑時(shí)阻燃效果不佳，但是如果與(0H)3和Mg(OH)2等復(fù)配即可產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，從而得到良好的阻燃效果。
常用的有機(jī)磷系阻燃劑有磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三(二甲苯)酯、丙苯系磷酸酯、丁苯系磷酸酯等。磷酸酯類(lèi)的特點(diǎn)是具有阻燃與增塑雙重功能。它可使阻燃劑實(shí)現(xiàn)無(wú)鹵化，其增塑功能可使塑料成型時(shí)流動(dòng)加工性變好，可抑制燃燒后的殘余物。產(chǎn)生的毒性氣體和腐蝕性氣體比鹵系阻燃劑少。
其主要優(yōu)點(diǎn)是效率較高；對(duì)光穩(wěn)定性或光穩(wěn)定劑作用的影響較?。患庸ず腿紵懈g性?。挥凶璧K復(fù)燃的作用；極少或不增加阻燃材料的質(zhì)量。但大多數(shù)磷酸酯類(lèi)阻燃劑也存在著一些缺點(diǎn)。如耐熱性差、揮發(fā)性大、相容性不理想，而且在燃燒時(shí)有滴落物產(chǎn)生等。
含磷無(wú)機(jī)阻燃劑最主要的產(chǎn)品有紅磷阻燃劑、磷酸銨鹽、聚磷酸銨等。隨著無(wú)鹵阻燃劑材料用量的增加，紅磷阻燃劑用量也在增加。紅磷的阻燃效果比磷酸酯類(lèi)的阻燃效果更好。含磷無(wú)機(jī)阻燃劑因其熱穩(wěn)定性好、不揮發(fā)、不產(chǎn)生腐蝕性氣體、效果持久、毒性低等優(yōu)點(diǎn)而獲得廣泛的應(yīng)用。
六溴環(huán)十二烷（HBCD）是PS材料最為有效的阻燃劑，但普通的HBCD容易分解，一般只應(yīng)用于EPS擠塑板設(shè)備。在XPS擠塑板生產(chǎn)線中由于摩擦，螺桿內(nèi)實(shí)際溫度會(huì)高于顯示溫度，另外由于回料中的雜質(zhì)對(duì)分解的影響以及停留時(shí)間等因素，所使用阻燃劑的分解溫度至少高于設(shè)備最高溫度20℃以上。根據(jù)國(guó)內(nèi)外XPS擠塑板設(shè)備生產(chǎn)廠家的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，XPS擠塑板設(shè)備必須使用熱穩(wěn)定型的HBCD，一般國(guó)產(chǎn)設(shè)備使用阻燃劑分解溫度在240℃左右比較合適，部分國(guó)外設(shè)備要達(dá)到250℃。
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