|
|
|
聚丙烯用復(fù)合阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-11-15 11:43:24 |
張忠厚等研究了以可膨脹石墨為主阻燃劑、紅磷為協(xié)效劑的聚丙烯用復(fù)合阻燃劑。結(jié)果表明，當(dāng)聚丙烯用復(fù)合阻燃劑含量為10%，可膨脹型石墨與紅磷的配比為2：1時，復(fù)合材料的力學(xué)性能和阻燃性能指標(biāo)均達到最大值，氧指數(shù)為23.4%，拉伸強度為35.9MPa，缺口沖擊強度為0.7kJ/m2，綜合性能最佳。
李旭等以三聚氯氰、二乙醇胺和乙二胺為原料研究聚丙烯用復(fù)合阻燃劑對聚丙烯的影響，設(shè)計并合成了一種新型三嗪類成炭劑(CA)，將其與聚磷酸銨、MA復(fù)配阻燃聚丙烯。結(jié)果顯示所復(fù)配的IFR極大地改善了聚丙烯的阻燃性能。
復(fù)合阻燃劑對聚丙烯的影響研究結(jié)果表明，當(dāng)IFR是由80.3%的聚磷酸銨、13.0%的MA和6.7%的CA組成時，對聚丙烯的阻燃效果最佳。當(dāng)IFR的加入量為30%時，阻燃聚丙烯的極限氧指數(shù)達到35.5%;當(dāng)IFR加入量僅為25%時，阻燃聚丙烯的阻燃性能就能通過UL-94V-0級，極限氧指數(shù)達到32.5%。
最近發(fā)展起來一種新型的可膨脹石墨無鹵阻燃劑，可在聚合物表面形成堅韌的炭層，將可燃物與熱源隔開，且在膨脹過程中會大量吸熱，降低體系溫度的同時釋放夾層中的酸根離子，促進脫水炭化，并能結(jié)合燃燒產(chǎn)生的自由基從而中斷鏈反應(yīng)。當(dāng)可膨脹石墨與紅磷、聚磷酸銨、三聚氰胺磷酸鹽復(fù)配使用時，能產(chǎn)生協(xié)同作用，加入量很少就可以達到阻燃的目的。
雷長明等采用可膨脹石墨為主阻燃劑、MRP為阻燃協(xié)效劑來制備阻燃聚丙烯復(fù)合材料。在可膨脹石墨與MRP的配比大于2時，阻燃效果最佳。阻燃劑含量達到30%后，阻燃效果大幅度提高，氧指數(shù)超過28%。相容劑馬來酸酐接枝聚丙烯(聚丙烯-g-MAH)能夠改善阻燃劑和聚丙烯之間的相容性，提高黏結(jié)力，改善炭層質(zhì)量，提高材料的氧指數(shù)，聚丙烯-g-MAH用量為30%時，材料的氧指數(shù)達到31.4%。
磷酸三苯酯(阻燃劑TPP)生產(chǎn)工藝
三氯氧磷直接法（熱法）和三氯化磷間接法（冷法）。
（1）熱法 將苯酚溶解在吡啶和無水苯溶劑中，在不超過10℃以下，緩緩加入三氯氧磷，然后在回流濕度下反應(yīng)3-4h，冷卻至室溫后，反應(yīng)物經(jīng)水洗回收吡啶，用于燥硫酸鈉脫水，過濾除硫酸鈉，常壓下蒸餾回收苯；減壓蒸餾收集243-245℃/1.47KPa的餾分，經(jīng)冷卻、結(jié)晶、粉碎即得成品。
( 2 ）冷法 將苯酚溶解在吡啶和無水苯溶劑中，然后于40℃下滴加三氯化磷生成亞磷酸三苯酯，繼續(xù)在70℃下通入氯氣生成二氯代磷酸三苯酸，再于80℃下進行水解生成磷酸三苯酯。水解物經(jīng)水洗、堿中和、濃縮后進行減壓蒸餾得成品。精制方法：常含有苯酚、磷酸和酸性磷酸苯酯等雜質(zhì)。用乙醇或乙醇與溶劑汽油的混合液進行重結(jié)晶精制。
磷酸三苯酯(阻燃劑TPP)主要用途:用作硝化纖維、醋酸纖維膜的阻燃性增塑劑、聚氯乙烯的增塑劑、粘膠纖維中的樟腦不燃性代用品。
蔣舒等對采用不同加工方法獲得的可膨脹石墨填充聚丙烯復(fù)合材料的阻燃性能和微觀結(jié)構(gòu)進行了研究，討論了可膨脹石墨含量和粒子結(jié)構(gòu)對聚丙烯氧指數(shù)和水平燃燒性能的影響。結(jié)果表明，復(fù)合材料的阻燃性能不僅隨著可膨脹石墨含量的增加而提高，同時還受到可膨脹石墨粒子結(jié)構(gòu)的影響。加工過程中的強剪切作用會破壞可膨脹石墨粒子結(jié)構(gòu)的完整性，使其阻燃效果大大降低。因此，壓制成型的方法明顯優(yōu)于注射成型。
研究表明，含硅化合物不論是作為聚合物的添加劑，還是與聚合物組成共混物，均具有明顯的阻燃作用。硅系阻燃劑可分為無機硅和有機硅阻燃劑兩大類，無機硅主要為二氧化硅，有機硅主要有硅油、硅樹脂、硅橡膠以及有機硅烷醇酰胺等。有機硅阻燃劑具有防潮、憎水、電氣絕緣、耐高低溫、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)異性能，并且有機硅阻燃劑的阻燃效果優(yōu)于無機硅阻燃劑，與聚丙烯的相容性較好，是硅系阻燃劑的主要發(fā)展方向。
有機硅阻燃劑的阻燃機理是有機硅酸鹽中的乙烯基促使生成碳化硅焦化隔離層，阻止聚合物與空氣中氧氣的接觸，抑制了有害氣體的釋放和煙霧的生成，從而達到阻燃抑煙效果。有機硅阻燃劑不僅可以改善聚丙烯的阻燃抑煙性，而且還可以提高聚丙烯的力學(xué)性能和電氣性能。
對于聚丙烯而言，目前SFR-100和SFR-1000是較為經(jīng)濟有效的含硅阻燃劑。它們不含鹵、銻元素，可通過類似于互穿網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與 聚合物部分交聯(lián)而結(jié)合，使其不至于遷移至材料表面，還能改善聚丙烯的表面光滑性，但不改變其他表面性能，對于基材的黏附性沒有影響。當(dāng)SFR-100的含量為25%時，聚丙烯的阻燃級別卻能達到UL-94V-0級，并能保持基材原有的性能，若再提高其用量則可獲得阻燃性和抑煙性特別優(yōu)異的聚丙烯材料。
由于納米粒子具有量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、界面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和超塑性等特點,在使用量很少的情況下就能賦予聚丙烯優(yōu)異的物理力學(xué)性能和阻燃性能。除納米無機阻燃劑外,層狀黏土、碳納米管阻燃聚丙烯材料已成為發(fā)展的前端產(chǎn)品。
文章版權(quán)：張家港雅瑞化工有限公司
http://www.mctechserv.com |
|
固化劑|擴鏈劑|交聯(lián)劑
