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[聚丙烯(pp)共混阻燃改性阻燃劑的選擇(二)]
發布日期:[2007/11/25] 共閱[2050]次
阻燃劑其按元素種類分為:鹵系、磷系、鹵-磷系、氮系、硅系、鋁鎂系等,按化學結構分為無機阻燃劑、有機阻燃劑、高分子阻燃劑等,按阻燃劑與被阻燃材料關系分為添加型阻燃劑和反應型阻燃劑。

    通常在塑料阻燃改性中常采用的方法是添加型阻燃劑共混改性。PP(聚丙烯)阻燃常采用的阻燃劑包括:鋁鎂系阻燃劑,即氫氧化鎂、氫氧化鋁;磷系阻燃劑,紅磷母粒等;氮系阻燃劑MCA、MA等;有些還采用有機硅阻燃劑。

    聚丙烯質地發脆,抗沖擊性能較差,如果在聚丙烯中引入相溶性差或親和力差的無機材料,客觀上起到了填充作用,往往會使聚丙烯的機械性能更加惡化,拉伸強度、沖擊強度可能會遠遠不能滿足指標,目前改善的方法常采用增韌劑增韌,增韌劑價格高,增韌的同時材料的剛性又變差,很可能失去使用聚丙烯原本價值。所以對于聚丙烯最好不采用無機填充方式改性或降低成本,在充分利用其自身特點同時適當改進性能指標為上策。

    做阻燃聚丙烯通常采用的阻燃劑有鹵系(一般為溴系);無機的氫氧化鎂、氫氧化鋁;磷系,紅磷等;氮系MCA、MA等及有機硅系。

    氫氧化鎂等屬于無機阻燃劑,阻燃機理是燃燒時釋放出結合的水,同時高填充量也降低了有機材料的可燃性。用氫氧化鎂等阻燃優點是環保性好,不釋放煙霧,不產生有害和有爭議的氣體,成本低廉。缺點是添加量大且親和力差,V0阻燃級別一般添加比例≥65%,這樣高的添加量可以認為阻燃的PP中無機填料占到整個體系的2/5以上。直接導致的后果是阻燃PP比重大,超過1.5;拉伸強度由普通未阻燃PP的23左右下降到18以下;伸長率由23左右下降到1.3;沖擊強度由15下降到1左右。嚴重惡化了PP的性能。所以往往被采用在軟化點要求高而其它性能可以忽略的場合。

    磷系阻燃劑多為液體,閃點低,高溫可能釋放有毒氣體,在聚丙烯中應用不多。固體的紅磷也是PP阻燃常采用的阻燃劑,相比氫氧化鎂等阻燃劑的高填充紅磷阻燃劑有明顯優勢。其一般添加比例在8%-12%可以做到離火自熄,經過包覆處理的紅磷吸潮性和易燃性大為改觀。可以經受300℃以下的溫度,在加工過程中一般不易失火。用紅磷阻燃更加適用于黑色或紅色制品,其它顏色很難對紅色形成遮擋。紅磷的另外缺點就是阻燃的材料氧指數比較低,相溶性不夠好,流動性差。適合對制品外觀、性能等要求不高的場合使用。

    溴類阻燃劑是鹵系阻燃劑中的“代表作”,由于溴分子大于氯分子,且鍵能小,阻燃效率高。所以現在鹵系阻燃劑多采用溴類。人們對鹵素阻燃劑研究比較深入,透徹。原因是其阻燃效果好,效率高,使用方便,與樹脂相溶性最好且便于加工,用其阻燃的制品力學性能好,且性價比高,技術成熟。常用于PP阻燃的鹵系阻燃劑包括包括十溴二苯醚,四溴雙酚A,八溴醚,十溴二苯乙烷,四溴醚,溴代聚苯乙烯,六溴環十二烷及氯化石蠟,得克隆,CPE等。其各自有其阻燃特點,十溴二苯醚是塑料阻燃劑的“老大哥”。其技術成熟,產量高,價格低,通用性強。在PP阻燃中也常常采用。目前面臨的問題是歐盟的非議使其為原料的產品出口受到很大限制。十溴二苯乙烷是其升級品種,環保性能好,公認不含多溴聯苯、多溴聯苯醚,阻燃性能與十溴二苯醚幾乎相當,主要是為了應對歐盟的RoHS指令,但是目前使用成本相對也要提高。八溴醚是阻燃PP最常用的阻燃劑,其主要特點是阻燃PP效率高,相對十溴二苯醚等達到相同阻燃等級其用量小很多,使用成本較為經濟,但是八溴醚的致命缺點是不耐遷移,容易起霜,所以用其阻燃的PP經常出現表面冒霜現象。尤其用于帶顏色的制品難以忍受。另外八溴醚在共聚聚丙烯和工程聚丙烯中阻燃效率大大降低,往往效果不很理想。其它類鹵系阻燃劑在不考慮成本的情況下都可以用于聚丙烯。其在力學性能和加工適宜度方面各有優劣。
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