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软质PVC树脂阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-11-11 11:58:48
Sb2O3和含卤有机化合物配合使用,具有优异的协同阻燃作用,是目前应用广泛的阻燃协同效应体系。在此体系的燃烧过程中,有氯氧化锑(SbO2Cl)和氯氧化锑(Sb4O5Cl2)生成,SbOCl和Sb4O5Cl2是使该体系起阻燃作用的重要中间物质。因此,从理论上推测,SbOCl和Sb4O5Cl2应具有较强的阻燃协同效应性能。

阳卫军等研究了软质PVC树脂阻燃剂SbOCl和Sb4O5Cl2在软质PVC中,与含Cl和Br的化合物配合使用的效果。软质PVC树脂阻燃剂SbOCl和Sb4O5Cl2协同阻燃性能都优于超细Sb2O3,且SbOCl 的阻燃性能最优。

添加软质PVC树脂阻燃剂SbOCl和Sb4O5Cl2时,材料的发烟量比添加超细Sb2O3的少。

ATH和MDH都是阻燃填充剂,它们都具有下 述特点:①同时起阻燃和填料作用;②不含卤,为非卤系阻燃剂;③燃烧时不产生有毒气体及腐蚀性气体,且抑烟,本身也无毒;④不挥发,不被水影响;⑤价廉。其缺点是:①所需添加量高,故严重影响被阻燃材料的力学性能及加工性能;②ATH的起始分解温度较低(约205℃ ),故难适用于加工温度高的高聚物。MDH则在这方面具有优势,起始分解温度可达320℃。

针对上述缺点,有文献采用以下方法处理:用锡酸锌(ZS)或羟基锡酸锌(ZHS)包覆ATH和MDH,这样可显著提高ATH和MDH的阻燃性和抑烟性,而对达到相同的阻燃性和抑烟性,ATH和MDH的用量则可降低,从而改善被阻燃材料的加工性能及力学性能。

以文献中配方为 例(质量分数):PVC100份,DOP35份,稳定剂2份,阻燃剂0~50份。无论是ATH还是MDH,用ZHS包覆后,它们对于被阻燃PVC的氧指数的贡献大为提高,20份经ZHS包覆的ATH相当于甚至略多于50份未包覆的ATH。此外,当用量相同时,ZHS包覆的ATH比ZHS包覆的MDH对于提供PVC的氧指数更有效。含50份经过ZHS包覆的ATH和MDH对于软质PVC的氧指数分别达45.8和41.7,而如为未包覆的ATH和MDH,则相应值仅分别为33.5和30.3。




磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃剂TCPP)

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磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃剂TCPP)主要用于软硬聚氨酯泡沫,环氯树酯,聚本乙烯,醋酸纤维素,乙基纤维素树脂和酚醛塑料,及枪式泡沫填缝剂的生产.特别推荐用刚性聚氨酯泡沫中具有优良的热导及水解稳定性,特别适用于ASTM84(II),用于化合物聚氨酯泡沫和不饱和树酯及酚醛塑料在低温时具有低粘性.通常还与三氧二锑配合使用,以提高阻燃效率.

磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃剂TCPP)是用于条状﹑快状泡沫生产中的火焰阻燃剂.它是一种成本低廉的火焰阻燃剂,且具有良好的稳定性.用于阻燃聚氨酯泡沫塑料,不饱和聚酯,液态酚醛树脂,粘合剂等重要的阻燃性增塑剂。也可用在矿用运输带(特别是煤矿)、导风筒、电线电缆、蓬布、壁纸、人造革、卷布滚等。在氰酸醚或聚醚与催化剂的混合物中的储存稳定性甚佳。


在提高软质PVC的火灾性能指数(FPI)方面,ATH优于MDH,特别当用量高的时候更是如此。ZHS包覆的MDH比未包覆的MDH可更大幅度地提高软质PVC的FPI值;但用ZHS包覆的ATH,对于FPI的贡献则小于相同用量的MDH。不论是采用ATH还是ZHS包覆ATH阻燃软质PVC,只要用量达到40~50份,材料的FPI值均可达到未阻燃软质PVC的8~10倍。对于降低阻燃软质PVC的生烟量(SP)(此值越小,燃烧时成烟危害性越低)而言,无机阻燃剂的用量较低,即为20~30份时,MDH优于ATH;当用量较高,即为40~50份时,ATH优于MDH。对于MDH、ATH,不论其用量大小,ZHS都能显著改善软质PVC的抑烟性。

不过总的来看,以ZHS包覆的ATH或MDH来阻燃软质PVC的用量为20~50份,当阻燃剂含量相同时,材料的SP值相近。在最佳情况下,阻燃软质PVC的生烟量比未阻燃的降低90%。另外需要指出的一点是:在相同使用量的情况下,用ZHS包覆的MDH对于体系的阻燃作用要好于ZHS和MDH的 混合物,这可能是由于ZHS包覆的MDH在软质PVC中分散较好的缘故。

红磷因为仅含有阻燃元素磷,所以比其他磷系阻燃剂的阻燃效率高,且即使在阻燃剂用量甚低时也是如此。在某些情况下,红磷的阻燃效率甚至比溴系阻燃剂还胜一筹。但是,单纯的红磷作为阻燃剂也有种种缺陷,将红磷微胶囊化以使它稳定,可在很大程度上克服其缺点。微胶囊阻燃剂是主要的阻燃协效剂之一,它对ATH、MDH、氮等阻燃体系都有协同作用。

红磷微胶囊阻燃剂与普通红磷相比,不仅保持了原有红磷的优点,而且更具有实用性。首先,它的阻燃效率高,对制品的物理、机械性能影响小,能赋予被阻燃材料较好的冲击性能。能改善阻燃剂与树脂的相容性,可使红磷均匀地分散在树脂中。其次,红磷微胶囊阻燃剂的热稳定性好,可用于某些需高温加工成型的高聚物制品,且低烟、低毒,与树脂混合时不放出磷化氢,也不易被冲击引燃,粉飞爆炸危险性大为减少。再次,包覆红磷在耐候性、电气性能、适用期及在被阻燃基材中的稳定性等方面也远优于普通红磷。

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