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透明PC阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2016-12-27 21:35:08 |
PC本身具有一定的阻燃性，依據(jù)相對分子質(zhì)量及不同接枝情況，氧指數(shù)為21％--24％，阻燃性能達UL-94 V-2級，優(yōu)于普通塑料，PC雖然能自熄，但仍難以滿足某些應(yīng)用領(lǐng)域如電視機、電腦、打印機的機殼和組件、變壓器線圈、汽車部件、建筑材料等對PC阻燃性能的要求。此外，PC燃燒時滴落的熱熔體很易引起附近的材料著火。為此，必須對PC進行阻燃改性。
目前PC常用的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PC材料發(fā)黃，有機磷系阻燃劑一般多用于PC／ABS合金。
有機硅化合物被認為一類高效、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PC達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）是透明PC阻燃劑，阻燃達到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。
PC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氣體；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。
但透明PC阻燃劑磺酸鹽對PC的阻燃機理與上述不同，目前大多認為燃燒時它能加快PC的成炭速率，促進聚合物分子交聯(lián)。
透明PC阻燃劑磺酸鹽應(yīng)用現(xiàn)狀。PC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PC材料，其阻燃效果好。在PC中添加0.1％的STB，氧指數(shù)即可達25％~35％，阻燃級可達UL―94 V-0級。STB也可與其他阻燃劑混合協(xié)同使用。
磷酸三苯酯阻燃劑tpp具有良好的透明性、柔軟性以及抗菌性，具有耐水、耐油、電絕緣性好和相容性好的優(yōu)點。主要用于纖維素樹脂、乙烯基樹脂、天然橡膠和合成橡膠的阻燃增塑劑，也可用于三乙酸甘油酯薄酯和軟片、硬質(zhì)聚氨酯泡沫、酚醛樹脂、以及PPO等工程塑料的阻燃增塑。
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)。目前Sloss工業(yè)公司是此商品的唯一供應(yīng)商，主要市場是含鹵材料未被限用的北美地區(qū)。
PPFBS也是PC的高效阻燃劑，在PC中添加0.06％--0.1％的PPFBS即可使材料阻燃性能達到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PC的透明性。
為滿足更高的阻燃要求，通?？杉尤肷倭抗柩跬檫M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PC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PC中加0.02％的PPFBS與0.3％的KSS可使材料達到UL-94 V―0級(1.6mm厚)。
在PC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PC的氧指數(shù)從27％提高到37％左右，而且不會影響PC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PC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。從已發(fā)表的文獻可以看出，添加一些協(xié)效劑如硅氧烷、含氟聚合物等可以進一步提高其在PC中的阻燃效果。
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