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硅橡膠產品阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內國際部經理 ) 發(fā)布時間：2017-9-25 11:33:46 |
硅橡膠具有優(yōu)異的綜合技術性能。但其根本的缺點是耐燃性較差。盡管硅橡膠燃燒時生成以二氧化硅為主的礦物質殘渣，故有時可于制造燃燒條件下使用的制品，但提高硅橡膠的耐燃性仍是很迫切的問題。
目前，最廣泛和最有效的降低聚合物燃燒性的方法是使用各種能減緩或抑制燃燒過程的硅橡膠產品阻燃劑。眾所周知，對于橡膠來說，實用的硅橡膠產品阻燃劑仍是含氯或含溴的化合物。但它們在燃燒過程中會產生許多煙霧，并且生成有毒及腐蝕性產物。
故這類硅橡膠產品阻燃劑的使用越來越受到限制。本文研究了含非鹵化物粉末狀阻燃劑的甲基乙烯基硅橡膠СКТВ的性能。這些阻燃劑包括氫氧化鋁、硼酸鋅、三氧化銻、氫氧化鎂、聚磷酸銨及三聚氰胺氰尿酸酯等。
硅橡膠產品阻燃劑可在開煉機上加入膠料，用量為100份生膠中加入30～100份。所得膠料在平板硫化機中于170°C下硫化10min。阻燃劑作用效率可用離開硫化膠火焰燃燒熄滅的時間來評估。研究人員測定了膠料的工藝性能指標，如在Monsanto流變儀上測定了門尼黏度。此外還測定了橡膠的力學性能。
實驗表明，硼酸鋅在硅橡膠膠料中的用量應少于15份，否則膠料會變硬。而在此用量下，它沒有阻燃作用。將硼酸鋅與三氧化銻并用含有它們的橡膠也不具備耐燃性。氫氧化鎂在硅橡膠中的阻燃效果也不明顯，這可能是由于硫化膠快速分解和填料脫水的起始溫度不一致所致。硫化膠中加入30～100份阻燃劑它仍會劇烈燃燒并放出火花。
對于硅橡膠СКТВ硫化膠來說，可細分散的氫氧化鋁Al（OH）3是最有效的阻燃劑。加入Al（OH）3可以減少膠料中可燃組份含量，同時，由于它分解時生成的不燃物的吸熱反應和 熱傳導受阻而使反應區(qū)冷卻下來。
磷酸三丁氧基乙基酯(增塑劑TBEP)用途
本品為阻燃性增塑劑，主要用于聚氨酯橡膠、纖維素、聚乙烯醇等的阻燃和增塑，具有良好的低溫特點。磷酸三丁氧基乙基酯(增塑劑TBEP)用途用作橡膠、纖維素和樹脂的阻燃增塑劑和加工助劑。它被推薦用于丙烯腈類橡膠、乙酸纖維素、環(huán)氧樹脂、乙基纖維素、聚乙酸乙烯酯和熱塑性及熱固性聚氨酯。磷酸三丁氧基乙基酯(增塑劑TBEP)也作為消泡劑（防泡劑）用于涂料、洗滌劑及紡織品中。具有良好的低溫特點。本品也可用于硝化纖維素、乙基纖維素、丙烯酸類塑料增塑劑，可使制品具有透明性和良好的耐紫外線性能。
原材料是三氯氧磷和乙二醇單丁醚。
通過原材料三氯氧磷和乙二醇單丁醚配料、合成、回流、回收、中和制得磷酸三丁氧基乙基酯(增塑劑TBEP).
目前已經核準了下列牌號的Al（OH）3（如MartinalOL- 104及OL-107，Apyral40VSI及60VIS， Гидроксалв及Скар-Лет104等）。研究結果表明， 當火焰從硫化膠上移開后其熄滅時間對所有上述填料（在相同用量下）都大致相同。但添加用乙烯硅烷改性的Al（OH）3Apyral40VSI制得的硅橡膠膠料，其工藝性能及綜合力學性能最好。
看來是由于改性后的填料能更好地在硅橡膠中分散，從而提高了硫化膠的力學性能所致。研究了含磷化合物對硅橡膠阻燃性能的影響后發(fā)現(xiàn)，含磷阻燃劑的功效乃與非揮發(fā)性的含磷化合物（主要是P2O5）在橡膠表面上生成了玻璃態(tài)保護層有關。該保護層阻止了熱量從火焰?zhèn)魍酆衔铮⒆璧K裂解的燃燒產物往燃 燒區(qū)傳熱。
實驗證實，含磷阻燃劑（NH4PO3）n低聚物比單磷酸鹽（如三甲酚磷酸鹽、磷酸銨等）與硅橡膠СКТВ有更好的相容性，較少噴霜，且具有較好的耐高溫性能。試驗中使用了經三聚氰胺改性的聚磷酸銨JSL-APP-101R。這是因為含磷化合物與含氮化合 物并用具有較高的阻燃性能。
眾所周知，三聚氰胺氰尿酸酯具有高阻燃性。含此類阻燃劑的硫化膠遇到火焰會發(fā) 生膨脹而使火焰不再擴散。也有可能是這種阻 燃劑在分解溫度下釋放出大量的惰性揮發(fā)物，阻止了從材料中分解出來的氣體的燃燒。
曾使用過經硅烷處理的三聚氰胺氰尿酸酯C6H9N9O3（牌號為JLS-MC-810）。此種用硅烷處理過的三聚氰胺氰尿酸酯在硅橡膠中能很好地分散，并且能改善其與硅橡膠生膠及白炭黑填料的相容性，還能提高硫化膠的熱穩(wěn)定性。以前曾測定過所研究的阻燃劑在膠料中的最宜用量，在此用量下當火焰離開橡膠后橡膠燃燒會自動熄滅。
結果表明，Al（OH）3在膠料中的最宜用量不少于100份（對100份生膠而言）。在此用量下，硫化膠可在數(shù)十次反復燃燒試驗中自動熄滅。添加30份聚磷酸銨或40份三聚氰胺氰尿酸酯可獲得同樣的效果。 硅橡膠СКТВ中含有適量的阻燃劑于1h內在不同溫度下試樣的質量損失情況可以看出，阻燃劑在350°C至400°C下可抑制硅橡膠的熱氧降解。
文章版權：張家港雅瑞化工有限公司
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