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高效膨脹無鹵阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2016-11-30 11:23:37 |
目前要達(dá)到UL-94V-0級的高阻燃級別，國際上一般需要在材料中加進(jìn)20%～28%的阻燃劑，國內(nèi)的添加比例一般在26%～30%。而高效膨脹無鹵阻燃劑在添加18%～20%的情況下，就可以達(dá)到UL-94 V-0級，大大降低了阻燃材料的生產(chǎn)本錢。
將高效膨脹無鹵阻燃劑加進(jìn)到電器產(chǎn)品、座椅、包裝材料、環(huán)保發(fā)泡材料、電纜護(hù)套、涂料、特種橡膠等制品，可以明顯進(jìn)步制品的阻燃級別。
我國的商品膨脹阻燃劑近幾年才開始起步，目前國內(nèi)已有一些生產(chǎn)廠家。但與國外產(chǎn)品相比，國產(chǎn)阻燃劑阻燃效率低，添加量普遍較大，且熱穩(wěn)定性較差。世界最大的阻燃劑生產(chǎn)商美國科聚亞公司生產(chǎn)的膨脹阻燃劑，在添加量為20%時能達(dá)到UL-94 V-0級。
據(jù)了解，無鹵阻燃劑主要包括膨脹型阻燃劑和無機(jī)阻燃劑等。膨脹型阻燃劑是以磷、氮為主要阻燃元素的阻燃劑，含有這類阻燃劑的高聚物受熱分解或燃燒時，表面能天生一層均勻的多孔炭質(zhì)泡沫層。該泡沫層具有隔熱、隔氧功能，還有抑煙和防止熔滴的作用。高效膨脹無鹵阻燃劑符合當(dāng)今對材料抑煙、低毒的要求，目前各國對膨脹阻燃劑產(chǎn)品研發(fā)十分重視。
膨脹型阻燃劑是近年來開發(fā)的以磷、氮為主要組成的阻燃劑，含這類阻燃劑受熱時表面能形成一層致密泡沫炭層起到隔熱、隔氧、抑煙又能防止熔滴 ；具有良好的阻燃性能。
我國自1992年就開始有研究成功的報告，至今有多個研究單位從事這方面的開發(fā)，但仍未見工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)報道。一直沒有達(dá)到規(guī)模生產(chǎn)的原因可能有兩個：一是產(chǎn)品中留有尚未反應(yīng)的無機(jī)酸反映在阻燃制品表面有吸潮現(xiàn)象；另外一個就是膨脹型阻燃劑是一些大分子化合物合成；其最后一步是固相反應(yīng)，它的傳質(zhì)、傳熱過程太復(fù)雜而至今工業(yè)化有一定困難。最后關(guān)于無機(jī)阻燃劑需要說明的是歷來有人將三氧化二銻歸于這一類，但嚴(yán)格來講三氧化二銻本身不是阻燃劑，它只是與鹵素類阻燃劑合用的協(xié)效劑。
氫氧化鋁、氫氧化鎂是無機(jī)阻燃劑中的主力軍，尤其當(dāng)某些領(lǐng)域內(nèi)提倡無鹵阻燃時，它們就會成為第一選擇。由于無機(jī)阻燃劑需要添加的量很大，在某些特殊的情況下會超過高聚物本身的量，因此 勢必對高聚物的物理機(jī)械性能產(chǎn)生非常大的影響 這就要求對無機(jī)阻燃劑作出處理即微粒化、表面活化。
微?；哪康氖亲屗鼈冊诟呔畚镏蟹稚⒕鶆蛟隗w相中處處起到阻燃作用。實驗證明要達(dá)到同一阻燃標(biāo)準(zhǔn)，微?；蛇m當(dāng)減少用量。另外表面活化就是為了使無機(jī)阻燃劑與高聚物之間相容性好這樣可以減輕由于大量無機(jī)阻燃劑加入而使高聚物本身機(jī)械強(qiáng)度的下降。
磷酸三苯酯阻燃劑tpp質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：
外觀：白色片狀結(jié)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
最近有些文章談及無機(jī)納米粒子的阻燃優(yōu)越性。我們的工作經(jīng)驗認(rèn)為這些納米粒子的添加或許對改善機(jī)械強(qiáng)度有好處但對阻燃性能不會有太大影響。
法國里爾大學(xué)材料及轉(zhuǎn)化研究部門開展的一項研究表明，使用無鹵阻燃劑可實現(xiàn)牡蠣殼增強(qiáng)型聚丙烯(PP)的高效阻燃。研究結(jié)果顯示，將基于磷酸鹽的ExolitAP 760添加至該高性能聚丙烯復(fù)合物，可大大提升其熱穩(wěn)定性。
采用牡蠣殼作為特殊的礦物填料，以避免對環(huán)境造成不利影響，及在標(biāo)準(zhǔn)開采過程中產(chǎn)生的高能耗問題。此外，該方法還能通過回收利用減少垃圾填埋。ExolitAP可有效地提高該復(fù)合物的環(huán)保能力：ExolitAP沒有毒性，不會在環(huán)境中累積。它的生物可降解性可使其降解成為自然界中存在的磷酸鹽。此外，這一阻燃劑的添加劑量較低，對機(jī)械性能的影響較小。
該項目成果是證明在阻燃性要求較高的高端應(yīng)用領(lǐng)域(如汽車和建筑物、建造等行業(yè))使用生物基材料可行性的重大突破。除牡蠣殼之外，我們還在積極研究阻燃劑在如以亞麻等植物為填料的聚合物中的阻燃效果，以進(jìn)一步探尋更為環(huán)保的材料來適應(yīng)愈加嚴(yán)苛的環(huán)境要求。
液態(tài)低揮發(fā)阻燃劑，耐水解性和熱穩(wěn)定性較好，適用于聚胺酯軟泡的阻燃。
固態(tài)阻燃劑添加到液態(tài)原料中輕易沉淀，一般在發(fā)泡前或發(fā)泡時加進(jìn)。固態(tài)阻燃劑會使物料粘度增加，降低了產(chǎn)品的活動性，添加無機(jī)阻燃填料對泡沫性能有一定的負(fù)面影響。顆粒越細(xì)越有利于阻燃性能的發(fā)揮，并且減輕對泡沫物性的不利影響。
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