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苯乙烯阻燃協(xié)效劑
| 來源：邵君( 先生，國內國際部經理 ) 發(fā)布時間：2017-1-27 15:39:35 |
先溴化苯乙烯單體再聚合很容易制備共聚物，這種共聚物可以改善苯乙烯阻燃協(xié)效劑與聚合物的相容性。
即使少量的共聚物，如0.5~2%的共聚物產就可以顯著改善苯乙烯阻燃協(xié)效劑與尼龍的相容性，從而可以降低苯乙烯阻燃協(xié)效劑及熔滴抑制劑的用量。先溴化苯乙烯單體再聚合這種工藝制備出的產品是顆粒狀，與樹脂本身的形態(tài)一致，極便于加工。
最后一點就是先溴化苯乙烯單體再聚合這種工藝可以靈活改變產品的溴含量，從而在阻燃效率、產品物理機械性能及加工流動性之間尋找平衡點，因為通常這些性能之間是有矛盾的。這種工藝的缺點就是我們所制備的產品的溴含量目前尚比競爭對手低，這就意味著要達到相同的阻燃級別，阻燃劑的添加量要略大。
PDBS80是一種二溴苯乙烯聚合物，含有59%~60%的溴。最初是用在高溫尼龍和PET中，在過去的十年中已成為高溫尼龍和PET的標準阻燃劑。之所以這樣是由于PDBS80卓越的加工流動性和熱穩(wěn)定性，而這兩種性能對于高溫尼龍和PET來說是非常重要的。
此外用這種阻燃劑制備的阻燃尼龍顏色非常好。這種產品的主要缺點是溴含量較抵，但阻燃特性上要多2~3%。
為了克服PDBS80溴含量低的缺點，又開發(fā)了從64~65%溴含量單體出發(fā)的一系列新產品。第一個產品就是FiremasterPBS64TM。它是二溴苯乙烯和三溴苯乙烯的均聚物，主要也是應用在高溫尼龍和PET中。它在保持了PDBS80的高熱穩(wěn)定性和流動性的同時溴含量有了一定程度的提高，因而可以降低添加量和成本。但是，PDBS80在起始顏色和顏色穩(wěn)定性方面要略優(yōu)于PBS64，因而如果在顏色方面有較高要求的話，仍需用PDBS80。
為了在PBT，尼龍6及66行業(yè)更有競爭性，又開發(fā)了另一個具有64~65%溴含量的溴化苯乙烯聚合物產品，即FiremasterPBS64HW。它也二溴苯乙烯和三溴苯乙烯的均聚物，但分子量比PBS64要高，因而用該阻燃劑制備的阻燃尼龍和聚脂具有最佳的物理機械性能。此外其制備成本在溴化苯乙烯聚合物中是最低的，因而是該系列產品中最經濟的選擇。但該產品的流動性和顏色穩(wěn)定性要略低于PDBS80和PBS64，但仍高于競爭對手的產品。只是其溴含量仍低于競爭對手的68%溴含量。
從外觀上看都是淺琥珀色，但溶入聚合物中后，幾乎對聚合物本身的顏色沒有影響。含PBS64HW的產品綜合物理機械性能最佳，含PBS64的產品流動性最好，為了進一步證實溴化苯乙烯聚合物卓越的熱穩(wěn)定性，我們又做了一系列深入的實驗，比較了不同配方30%玻纖增強阻燃尼龍在不同溫度下物理性能的保留值。
因為阻燃尼龍物理機械性能的下降主要是由于添加劑的熱分解造成的。從這些實驗結果可以得出，用溴化聚苯乙烯制備的阻燃尼龍，其物理機械性能隨溫度升高下降速度較快，特別當溫度大于330°C時迅速下降。
磷酸三苯酯阻燃劑tpp質量標準：
外觀：白色片狀結晶
含量：≥99%；
酸值(mgKOH/g)：≤0.1；
游離酚：≤0.1%；
凝固點：≥47.0℃
色度(APHA)：≤60；
水分：≤0.1%
密度(50℃，g/cm3)：1.185-1.202
因而含有該阻燃劑配方的阻燃尼龍不能在高于340°C的溫度下加工。而含溴化苯乙烯聚合物的阻燃尼龍在高溫下各項物理機械性能保持較好，尤其突出的是顏色穩(wěn)定性。這些現(xiàn)象都證明了溴化苯乙烯聚合物的高熱穩(wěn)定性。
前面曾經講道上述溴化苯乙烯聚合物尚不能與聚合物完全相容，因為通常這些阻燃劑都分布在聚合物的非連續(xù)相。研究表明少量的共聚物可以明顯改善阻燃劑與聚合物的相容性。
FiremasterCP44B，是PBS64HW與甲基丙烯酸縮水甘油脂的共聚物。0.25~1%的共聚物就可明顯改善相容性，添加量大了反而會影響加工的流動性及最終產品的物理機械性能。這么低添加量的共聚物之所以能顯著改善阻燃劑與聚合物的相容性是因為它能與尼龍或聚脂的酸性端基反應，從而使得阻燃劑能均勻地分布與整個聚合物中。
相容性改善后，阻燃協(xié)效劑（如ATO）的用量可以降低，從而最終阻燃樹脂的密度也會降低。此外，可以完全不用或明顯降低熔滴抑制劑的用量，而這種熔滴抑制劑通常是非常昂貴的。
綜上所述，溴化苯乙烯聚合物系列產品為阻燃尼龍的配方的改進和開發(fā)提供了新的平臺。當然這一技術還有待改進的地方，比如熱穩(wěn)定性的進一步提高及溴含量的提高。
文章版權：張家港雅瑞化工有限公司
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