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膨脹型石墨(EG)阻燃劑

來(lái)源:邵君( 先生,國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間:2017-9-30 11:46:21
膨脹型石墨(EG)是另一類獲得了廣泛應(yīng)用的無(wú)機(jī)阻燃劑。由于膨脹型石墨(EG)阻燃劑具有資源豐富、制造簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、無(wú)毒、低煙等優(yōu)點(diǎn),成為當(dāng)前膨脹型阻燃劑研究的另一個(gè)熱點(diǎn)。但是EG在單獨(dú)使用時(shí)阻燃效果不佳,一般與其他阻燃劑共同使用而達(dá)到較好的阻燃效果。而聚磷酸銨是經(jīng)常用到的重要阻燃劑之一。

田春明等將膨脹型石墨(EG)阻燃劑EG與聚磷酸銨共同用于高密度聚乙烯(PE-HD)的阻燃。研究發(fā)現(xiàn),聚磷酸銨/EG的加入使PE-HD的熱穩(wěn)定性增強(qiáng),降解過(guò)程變緩,剩炭率增加。在聚磷酸銨/EG為2/1或1/3時(shí)極限氧指數(shù)最佳。

聚磷酸銨/EG的加入可使得PE-HD生成連續(xù)致密的炭層,而對(duì)材料力學(xué)性能的影響比其他膨脹型阻燃劑要小。蔡曉霞等對(duì)聚磷酸銨/EG協(xié)同阻燃EVA進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,聚磷酸銨和EG對(duì)EVA具有良好的協(xié)同阻燃效果,認(rèn)為在受熱不同時(shí)期發(fā)揮的作用是產(chǎn)生協(xié)同的主要原因,前期主要是膨脹型石墨(EG)阻燃劑EG在凝聚相中的阻燃機(jī)理,中后期主要是聚磷酸銨在凝聚相發(fā)揮阻燃作用和部分的氣相阻燃作用。Wei等將天然石墨、自制的EG與膨脹型阻燃劑共同用于PP的阻燃,發(fā)現(xiàn)在添加量為2份時(shí),EG與膨脹型阻燃劑的協(xié)同效率最高,而且比天然石墨效率高。

Li等將EG與MoSi2用于聚磷酸銨/PER/MEL阻燃的膨脹型涂料的改性。結(jié)果表明,加入EG與MoSi2后涂料的耐火時(shí)間明顯延長(zhǎng),剩炭率明顯提高。在添加9%MoSi2和5%EG時(shí)阻燃性能最好。加入EG與MoSi2后改善了涂料的抗氧化性能,主要是由于MoSi2生成的陶瓷狀的保護(hù)層覆蓋在多孔性剩炭的表面造成的。

Han等對(duì)比研究了EG、聚磷酸銨及膨脹型 阻燃劑對(duì)PE的協(xié)同阻燃作用。結(jié)果表明,EG與膨脹型阻燃劑具有更好的協(xié)同阻燃效率,EG/聚磷酸銨僅能略微延緩PE降解,而EG/膨脹型阻燃劑能促使形成更堅(jiān)實(shí)的炭層,導(dǎo)致失重速率明顯降低,協(xié)同效率較高。



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該產(chǎn)品具有高效阻燃劑,揮發(fā)性低,熱穩(wěn)定性高,耐水,耐堿穩(wěn)定易溶于多數(shù)有機(jī)物質(zhì),加工性能好,用塑,防潮,防靜電,防拉,防壓縮性能。廣泛用于不飽和聚酯,聚氨酯泡沫塑料,環(huán)氧樹(shù)脂,酚醛樹(shù)脂,橡膠,軟質(zhì)聚氯乙烯,合成纖維等塑料和涂料在高溫?zé)峤猓梢杂米魅榛瘎┖头辣瑒?br />

Ke等將納米SiO2用于聚磷酸銨/雙季戊四醇/三聚氰胺(聚磷酸銨/DPER/MEL)處理的丙烯酸系涂料,通過(guò)極限氧指數(shù)、TGA、DTA、掃描電子顯微鏡(SEM)及XPS研究發(fā)現(xiàn),良好分散在丙烯酸復(fù)合物中的納米粒子,能夠改善高溫下生成炭層的結(jié)構(gòu),提高其抗氧化性能。將納米SiO2與納米TiO2共用,均勻分散并形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的納米氧化物能極大地提高涂層的抗?jié)駸嵝阅?,并且涂層通過(guò)濕熱測(cè)試后,仍能保留優(yōu)良的阻燃性能和力學(xué)性能。

此外,Levchik等將一種具有層狀結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽云母與聚磷酸銨用于聚酰胺6(PA6)的阻燃,發(fā)現(xiàn)云母的加入能使聚磷酸銨阻燃PA6的極限氧指數(shù)明顯上升,通過(guò)UL94V0級(jí)。同時(shí)發(fā)現(xiàn),在受熱超過(guò)350e時(shí),聚磷酸銨會(huì)與云母發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生揮發(fā)性的聚磷酸,同時(shí)增加固體剩余物的含量和穩(wěn)定性。

Chen等將羥基硅油(HSO)作為膨脹型阻燃體系的協(xié)效劑用于PP的阻燃,通過(guò)TGA、錐形量熱、XPS等研究發(fā)現(xiàn),PP/聚磷酸銨/PER/HSO及PP/聚磷酸銨/MEL/PER/HSO具有較小的熱釋放速率及總熱釋放量,CO、CO2生成量也明顯降低,HSO能促進(jìn)燃燒時(shí)形成均勻堅(jiān)實(shí)的膨脹炭層,有明顯的協(xié)同作用。

Marosi等將一種陶瓷前體有機(jī)硼硅氧烷(BSi)應(yīng)用于聚磷酸銨/PER阻燃PP體系,少量具有反應(yīng)活性的BSi(2%)即可使極限氧指數(shù)由29%提高至35%,UL94由V2級(jí)上升到V0級(jí)。拉曼光譜研究表明BSi在燃燒條件下部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)機(jī)炭,進(jìn)而形成無(wú)機(jī)/有機(jī)雜化炭層,該炭層具有良好的柔性,在火焰下穩(wěn)定、不開(kāi)裂,從而具有優(yōu)異的隔熱、隔氧性能。

Kandola等及 Xia等的研究表明蒙脫土和聚磷酸銨存在協(xié)同效應(yīng),蒙 脫土能明顯增加炭的生成,降低熱釋速率、總熱釋放量及煙的產(chǎn)生。劉國(guó)勝等將海泡石用于膨脹型阻燃劑處理的PP,發(fā)現(xiàn)海泡石和聚磷酸銨之間存在協(xié)同作用,添加25份阻燃劑可以通過(guò)UL94V0級(jí),相同添加量下加入海泡石的體系平均熱釋放速率和煙密度最低,極限氧指數(shù)最高,力學(xué)性能較好。

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