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無機阻燃劑發(fā)展方向
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間：2016-11-24 11:30:56 |
無機阻燃劑具有熱穩(wěn)定性好、不揮發(fā)、不產(chǎn)生腐蝕性和有毒氣體等特點，且價格便宜，無機阻燃劑占各類阻燃劑一半以上。主要品種有:氫氧化鋁、氫氧化鎂、紅磷、氧化銻、氧化鉬、氧化鋯、鉬酸銨、硼酸鋅等，其中氫氧化鋁(ＡＴＨ)占無機阻燃劑的80%以上。但由于無機阻燃劑的阻燃效果差，添加量大，須采用新技術(shù)。無機阻燃劑發(fā)展方向包括超細(xì)化、表面改性、大分子鍵合等。
無機阻燃劑發(fā)展方向之表面改性。無機阻燃劑具有較強的極性與親水性，同非極性聚合物材料相容性差，界面難以形成良好的結(jié)合和粘接。為改善其與聚合物間的粘接力和界面親和性，采用偶聯(lián)劑對其進(jìn)行表面處理是最為有效的方法之一。常用的偶聯(lián)劑是硅烷和鈦酸酯類。
如經(jīng)硅烷處理后的ＡＴＨ，阻燃效果好，能極有效提高聚酯的彎曲強度和環(huán)氧樹脂的拉伸強度;經(jīng)乙烯硅烷處理的ＡＴＨ，可用于提高交聯(lián)乙烯 醋酸乙烯共聚物的阻燃性、耐熱性和抗?jié)裥?。鈦酸酯類偶?lián)劑和硅烷偶聯(lián)劑可以并用，能產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。經(jīng)過表面改性處理后的ＡＴＨ表面活性得到了提高，增加了與樹脂之間的親和力，改善了制品的物理機械性能，增加了樹脂的加工流動性，降低了ＡＴＨ表面的吸濕率，提高了阻燃制品的各種電氣性能，而且可將阻燃效果由Ｖ 1級提高到Ｖ 0級。
無機阻燃劑發(fā)展方向之超細(xì)化。目前，ＡＴＨ的超細(xì)化、納米化是主要研究開發(fā)方向。ＡＴＨ的大量添加會降低材料的機械性能，而采用超細(xì)化的，特別是納米級的ＡＴＨ填充塑料，會起到剛性粒子增塑增強的效果。
這是由于阻燃作用的發(fā)揮是由化學(xué)反應(yīng)所支配的，對于等量的阻燃劑，其粒徑愈小，比表面積就愈大，阻燃效果就愈好。另一方面，超細(xì)化、納米化的ＡＴＨ，增強了界面的相互作用，可以更均勻地分散在基體樹脂中，更有效地改善共混料的力學(xué)性能。如在ＬＤＰＥ/ＥＶＡ中填充美國Ｓｏｌｅｍ公司開發(fā)的粒徑為10μｍ的ＡＴＨ，擠塑能力可提高40%。
磷酸三苯酯tpp是種含磷元素的無鹵環(huán)保型阻燃劑，面上大多數(shù)產(chǎn)品為自色片狀結(jié)晶，改產(chǎn)品為自色結(jié)晶性粉末，也更用于溶解于有機溶劑，TPP不溶于水，溶于苯、氯仿、醚和而酮，微溶于Z醇。微具芳香氣味，微有潮解性，不易燃燒。熔點約50℃，受熱時快速熔化成箍狀，潤精效果極佳，常作為阻燃增塑潤精劑使用。它在許多塑料和樹脂用作阻燃劑，如酚醛樹脂，環(huán)氧樹酯等。
在火災(zāi)中，煙是最先產(chǎn)生和最易致死且貽誤救火時機的因素，所以當(dāng)代的“阻燃”是與“抑煙”相提并論的，而且對某些塑料，如ＰＶＣ而言，“抑煙”比“阻燃”更為重要。含鹵高聚物、鹵系阻燃劑和銻類化合物是主要的發(fā)煙源。因此除了阻燃劑的非鹵化是減少發(fā)煙量的主要途徑外，對ＰＶＣ等含鹵高聚物采用添加消煙劑是解決發(fā)煙的另一條措施。
鉬化物迄今被認(rèn)為是最好的消煙劑，Ｋｅｇａｄ911Ａ是含少量鋅和鉬的絡(luò)合物，在ＰＶＣ中添加4%，聚合物的發(fā)煙量可減少1/3。由于鉬化物較貴，采用硼酸鋅、二茂鐵、氫氧化鋁、硅的化合物等與少量鉬化物復(fù)配，是解決消煙問題較現(xiàn)實的途徑，如Ｃｌｉｍａｘ公司開發(fā)的Ｍｏｌｙ ＦＲ 201是鉬酸銨和氫氧化鋁的復(fù)合物，在ＰＶＣ中添加5～10份，發(fā)煙量可減少43%。
微膠囊化技術(shù)可防止阻燃劑遷移、提高阻燃效力、改善熱穩(wěn)定性、改變劑型等許多優(yōu)點，對組分之間復(fù)合與增效，以及制造多功能阻燃材料也十分有利。國內(nèi)目前正在探索，如湖南塑料研究所已研制了微膠囊化紅磷母料，成功應(yīng)用在ＰＥ、ＰＰ、ＰＳ、ＡＢＳ樹脂中，阻燃效果良好。安徽化工研究院研制出的微膠囊化磷酸二溴苯酯、微膠囊化氯蠟 70等，也取得很好的效果。
交聯(lián)高聚物的阻燃性能比線型高聚物好得多，因此在熱塑性塑料加工時添加少量交聯(lián)劑，使塑料變成部分網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不僅可改善阻燃劑的分散性，還有利于塑料燃燒時產(chǎn)生結(jié)炭作用，提高阻燃性能，并能增加制品的物理機械性能、耐候耐熱性能等。如在軟質(zhì)ＰＶＣ中加入少量季銨鹽，使其受熱形成交聯(lián)的阻燃材料;還可采用輻射法、加入金屬氧化物和交聯(lián)劑等方法使高聚物交聯(lián)。
ＰＡＰＰＰ是以苯膦酰二氯和對氨基苯酚為原料，經(jīng)重氮化和界面縮聚反應(yīng)制得，該化合物具有較低的分解溫度和高殘余量，具有良好的阻燃性;ＰＢＰＰＰ則是以苯膦酰二氯和四溴雙酚Ａ為原料，經(jīng)熔融縮聚反應(yīng)合成，產(chǎn)品具有較高分子量、較好的熱穩(wěn)定性，對ＰＥＴ具有較好的阻燃性。
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固化劑|擴鏈劑|交聯(lián)劑
