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聚碳酸酯（PC）阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2017-12-4 11:12:32 |
聚碳酸酯是一種強韌的熱塑性樹脂，其名稱來源于其內(nèi)部的CO3基團?？捎呻p酚A和氧氯化碳（COCl2）合成?，F(xiàn)較多使用的方法為熔融酯交換法（雙酚A和碳酸二苯酯通過酯交換和縮聚反應(yīng)合成）。
聚碳酸酯（PC）是碳酸的聚酯類，碳酸本身并不穩(wěn)定，但其衍生物（如光氣，尿素，碳酸鹽，碳酸酯）都有一定穩(wěn)定性。按醇結(jié)構(gòu)的不同，可將聚碳酸酯分成脂族和芳族兩類。
脂族聚碳酸酯。如聚亞乙基碳酸酯，聚三亞甲基碳酸酯及其共聚物，熔點和玻璃化溫度低，強度差，不能用作結(jié)構(gòu)材料；但利用其生物相容性和生物可降解的特性，可在藥物緩釋放載體，手術(shù)縫合線，骨骼支撐材料等方面獲得應(yīng)用。
常用的聚碳酸酯（PC）阻燃劑主要分為溴系、有機磷系、硅系、磺酸鹽系、硼系等。溴系阻燃劑因其對環(huán)境造成污染而逐漸被限制使用。磷系阻燃劑添加量大：一般為10％－30％，多數(shù)分解溫度比較低，易腐蝕模具，有些還會影響樹脂的沖擊強度，更甚者在較高溫度下會導(dǎo)致聚碳酸酯材料發(fā)黃，有機磷系阻燃劑一般多用于聚碳酸酯／ABS合金。
有機硅化合物被認(rèn)為一類高效、無毒、低煙、環(huán)境友好性阻燃劑。但成本較高，常與其他阻燃劑復(fù)合使用。硼系阻燃劑阻燃效率不高，通常只有與聚硅氧烷并用才能達(dá)到較好的效果。
磺酸鹽系阻燃劑阻燃效率高，添加極少量即可使聚碳酸酯達(dá)UL 94 V-0級( 3.2mm厚)，但要滿足更高的阻燃性能則需與其他阻燃劑復(fù)配使用。
EF-42（全氟丁基磺酸鉀）是聚碳酸酯（PC）阻燃劑，阻燃達(dá)到V0級，不含鉻，鎘，鉛，汞及多溴聯(lián)苯醚等，不會影響成品透明性及最初的物理特性。
聚碳酸酯用磺酸鹽阻燃機理。目前工業(yè)中常用的商品主要有苯磺?；交撬徕?KSS)、全氟丁基磺酸鉀（PPFBS）、2,4,5―三氯苯磺酸鈉(STB)。―般阻燃劑的阻燃機理可分為：1、氣相阻燃，即抑制在燃燒反應(yīng)中起鏈增長作用的自由基；2、凝聚相阻燃，即在固相中終止聚合物的熱分解和阻止聚合物釋放出可燃?xì)怏w；3、中斷熱交換，即將聚合物產(chǎn)生的熱量帶走而不反饋到聚合物上，使聚合物不再持續(xù)分解。
但聚碳酸酯（PC）阻燃劑磺酸鹽對聚碳酸酯的阻燃機理與上述不同，目前大多認(rèn)為燃燒時它能加快聚碳酸酯的成炭速率，促進(jìn)聚合物分子交聯(lián)。
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聚碳酸酯（PC）阻燃劑磺酸鹽應(yīng)用現(xiàn)狀。聚碳酸酯中常用的磺酸鹽阻燃劑有KSS、PPFBS、STB。其中STB常用于阻燃不透明聚碳酸酯材料，其阻燃效果好。在聚碳酸酯中添加0.1％的STB，氧指數(shù)即可達(dá)25％~35％，阻燃級可達(dá)UL―94 V-0級。STB也可與其他阻燃劑混合協(xié)同使用。
當(dāng)單獨使用時，整個體系中鹵元素含量低于0.15％，在有些規(guī)定中被劃入無鹵材料內(nèi)。
PPFBS也是聚碳酸酯的高效阻燃劑，在聚碳酸酯中添加0.06％--0.1％的PPFBS即可使材料阻燃性能達(dá)到UL-94V-0級(3．2mm厚)。需注意的是用量如超過0.1％，不但不能提高材料的阻燃性能還會影響聚碳酸酯的透明性。
為滿足更高的阻燃要求，通?？杉尤肷倭抗柩跬檫M(jìn)行復(fù)配，硅氧烷的用量為配方總量的0.02％--0.3％時即可使1.6mm厚樣條阻燃性達(dá)到UL-94V-0級。其中最常使用的是聚甲基苯基硅氧烷，但是有一些硅氧烷對PPFBS會影響聚碳酸酯的透明性。PPFBS的價格較高，實際應(yīng)用中常以部分KSS代替PPFBS以降低成本。如在聚碳酸酯中加0.02％的PPFBS與0.3％的KSS可使材料達(dá)到UL-94 V―0級(1.6mm厚)。
在聚碳酸酯用的磺酸鹽阻燃劑中：KSS使用較廣泛，它不含鹵素，環(huán)保經(jīng)濟。添加0.05％--0.1％即可使聚碳酸酯的氧指數(shù)從27％提高到37％左右，而且不會影響聚碳酸酯的透明性。不足之處是單獨使用不能滿足更高的阻燃要求，如不能使薄壁制件(厚度≤2．5mm)的阻燃性達(dá)到UL-94V-0級。實際應(yīng)用時，常與聚硅氧烷復(fù)配使用，此外若同時再加入少量含氟聚合物可使材料阻燃性更佳。在KSS使用過程中容易吸潮，使材料變黃。
在眾多聚碳酸酯用阻燃劑中，磺酸鹽系具有添加量少、效率高的優(yōu)點，但它也存在一些缺陷，如在單獨使用時不能滿足一些特殊制品如薄壁制件的阻燃要求。添加一些協(xié)效劑如硅氧烷、含氟聚合物等可以進(jìn)一步提高其在聚碳酸酯中的阻燃效果。
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