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無鹵的阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內國際部經理 ) 發(fā)布時間：2016-10-21 11:18:13 |
現代高分子材料品種越來越多，各項性能得到極大的提高，使其能夠代替越來越多的材料，使用也日趨廣泛。而常見的高分子材料基本上是易燃的， 因此高分子材料的阻燃是一個非常重要的課題。
人們觀察到在聚氯乙烯(PVC)中添加Sb2O3后具有良好的阻燃效果，由此發(fā)現了阻燃劑的鹵銻協(xié)效作用。因此在相當長的一段時間內鹵素阻燃劑被廣泛用于高分子阻燃材料，并起到了一定的阻燃作用。
然而人們對火災現場深入研究后得出結論:采用鹵素阻燃劑的聚合物在燃燒過程中會產生大量的有毒、腐蝕性氣體和煙霧;使人窒息而死，其危害性比大火本身更為嚴重。因此，人們不得不開始研發(fā)一種在燃燒過程中不產生有毒、腐蝕性氣體和產生煙霧少的阻燃劑)))非鹵素阻燃劑。但是相比鹵素阻燃劑，無鹵的阻燃劑是一種新型的阻燃劑，發(fā)展技術不成熟，且存在著很多不足，諸如阻燃效率不高，對體系加工性能、機械性能影響很大等問題。因此無鹵的阻燃劑還需要很大的改進。
無鹵的阻燃劑的阻燃機理。無鹵的阻燃劑中常見的有Mg(OH)2(MDH)以及Al(OH)3(ATH)。這一類型的材料含有結晶水，實際上可表示為MgO#H2O以及Al2O3#3H2O，其阻燃機理為:(1)分解吸熱，并從火焰中吸收輻射能，有利于降溫，促進脫氫反應和保護炭層;(2)分解釋放出的水不僅是一個冷卻劑，還是一個稀釋劑，水蒸汽猶如一床毯子，將火焰包圍;(3)脫水生成的金屬氫氧化物層，具有極高的表面積，能吸收煙和可燃物，使材料燃燒時釋出的CO2大量降低;(4)ATH及MDH可作為電子給予體，終止自由基反應，而生成的是活性較低的元基自由基，后者不能引發(fā)自由基反應。在通常的測定中，進入高聚物基質的熱流量過低，以致不能產生足夠量的可燃蒸汽維持燃燒傳播，因而使火焰熄滅。
無機填充體系研究進展。無機型阻燃劑具有燃燒時發(fā)煙量少，無有害氣體等優(yōu)點。但其本身阻燃效率并不高，填充大量的阻燃劑才能夠達到一定的效果。因此需要對阻燃劑進行改性或加入阻燃協(xié)效劑才能達到更好的阻燃效果。
磷酸三苯酯阻燃劑tpp質量標準：
外觀：白色片狀結晶
含量：≥99%；
酸值(mgKOH/g)：≤0.1；
游離酚：≤0.1%；
凝固點：≥47.0℃
色度(APHA)：≤60；
水分：≤0.1%
密度(50℃，g/cm3)：1.185-1.202
超細化以及納米化技術。當物質達到納米級后，其顆粒具備了一些一般顆粒所沒有的嶄新性質，如高強度、高硬度、抗熱震、抗氧化等性能。并在一定程度上彌補了由于一般無機填充阻燃劑的大量添加帶來的諸如制品物理機械性能的降低、難以成型加工等很多不利因素和問題。納米技術常見的應用有:MDH和ATH的納米粒子化，可一定程度上提高材料的阻燃性;加入納米蒙脫土改善無機填充體系導致的體系力學性能和阻燃性能的下降。
阻燃填充劑的粒度與制品的性能有密切的關系，研究表明:阻燃作用的發(fā)揮是由化學反應所支配的，故等量的阻燃劑，其粒徑越小，比表面積就越大，阻燃效果就越好。
表面處理及包覆技術。目前，將無機或有機阻燃劑進行微膠囊化(Microencapsulation)的研究正處于阻燃技術的熱點，并且已從研制階段進入實用階段。微膠囊化的實質，是把阻燃劑用有機物或無機物進行包裹，制成微膠囊化阻燃劑;或以比表面積很大的無機物為載體，將阻燃劑吸附在這些無機物載體空隙中，形成蜂窩式微膠囊阻燃劑。微膠囊化具有以下特點:(1)大大改善阻燃劑與高聚物的相容性，一定程度上能改善其物理機械性能降低的現象;(2)改善阻燃劑的熱穩(wěn)定性;(3)改善阻燃劑的多種性能，擴大其應用范圍。
用具有兩性結構的硅烷類或鈦酸酯類偶聯劑對氫氧化物進行處理，使其表面有機化，只要方法得當，就可以改善阻燃填充劑氫氧化鋁與基體聚合物之間的親和性，提高材料的加工性能和力學性能，因為界面的粘合狀態(tài)對于材料的物理機械性能有著重要的影響。由于分散性更好，粘度減小，可以高填充，降低制品成本;且吸水性降低，使電氣性能更優(yōu)良。
ATH、MDH用硅烷、鈦酸酯等物質進行表面處理已實現工業(yè)化。包覆后體系的物理機械性能得到不同程度的改善與提高。德國馬丁公司生產的氨基硅烷包覆MDH用于阻燃乙烯醋酸乙烯(EVA)其斷裂伸長率從200%提升到350%以上,而其鈦酸酯包覆的MDH對抗張強度的提升也十分顯著。
文章版權：張家港雅瑞化工有限公司
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