劑的基本知識
劑的基本概念和要求
n 阻燃劑：能夠阻止或延緩高分子材料燃燒,增加其耐燃性的物質
n 理想的阻燃劑除了阻燃性能外，還應有以下的要求
n 與(yu) 塑料相容性好
n 不嚴(yan) 重改變樹脂的物理性能
n 有良好的光穩定性
n 價(jia) 格便宜
n 不腐蝕塑料加工設備
n 不產(chan) 生有毒粉塵、煙塵和氣味
基本機理
n 幹擾火焰中的燃燒化學，抑製反應中起增長作用的自由基。
n 固相中中止聚合物的熱分解和組織固相釋放出可燃性氣體(ti) 。
n 中斷熱交換，將聚合物燃燒產(chan) 生的熱量帶走而不反饋到聚合物上，使聚合物不再持續分解。
n 加快聚合物的成炭速率，促使聚合物交聯，或者發生反應形成一層塗層，防止下層聚合物進一步裂解和燃燒。
性能測定
美國保險業(ye) 實驗室UL-94燃燒試驗
127mm，寬12.7m的試樣垂直懸掛，試樣上端(6.4mm的地方)用支架上的夾具夾住，試樣下端距燈嘴9.5mm，距幹燥醫用脫脂棉球305mm，試樣先用本生燈(19mm高的藍色火焰)第一次灼燒10秒，在試樣自熄後，再第二次燒10秒，每一次試驗應檢測5個(ge) 試樣，並按下述標準分級。
阻燃性能分級
|
V-0級 |
V-1級 |
V-2級 |
|
明燃時間＜10秒 |
明燃時間＜30秒 |
明燃時間＜30秒 |
|
明燃總時間(10次點燃)≤50秒 |
明燃總時間(10次點燃)≤250秒 |
明燃總時間(10次點燃)≤250秒 |
|
無熔滴引燃脫脂棉 |
無熔滴引燃脫脂棉 |
允許熔滴引燃脫脂棉 |
|
試樣不燃至夾具 |
試樣不燃至夾具 |
試樣不燃至夾具 |
|
點火源移走後，陰燃時間≤30秒 |
點火源移走後，陰燃時間≤60秒 |
點火源移走後，陰燃時間≤60秒 |
劑種類介紹
劑的發展
阻燃劑種類及其基本特點
n 鹵素係： 燃燒後環境汙染大，逐漸被限製使用
n 有機磷係：添加量大，一般為(wei) 10%～30%，多數分解溫度比 較低，易腐蝕模具，有些還會(hui) 影響樹脂的衝(chong) 擊強度
n 磺酸鹽係：添加量少，阻燃效率高，但要滿足更高的阻燃要 求則需和其他阻燃劑複配使用
n 矽係： 高效、無煙、低毒、對環境友好，但成本高，常與(yu) 其他阻燃劑複合使用
磺酸鹽係阻燃劑概述
n 磺酸鹽係阻燃劑的阻燃機理
在PC中，燃燒時能促進CO2和H2O的釋放，促進酚類物質的生成，促進脂肪族和芳香族化合物的產(chan) 生，加快PC分子的成炭速率，促使聚合物分子交聯。
n 磺酸鹽係阻燃劑分類
苯磺酰基苯磺酸鉀(KSS)
n 全氟丁基磺酸鉀(PPFBS)
n 2,4,5－三氯苯磺酸鈉(STB)
n 磺酸鹽係阻燃劑的特點及其在PC中的應用
|
產(chan) 品 |
苯磺酰基苯磺酸鉀 (KSS) |
全氟丁基磺酸鉀 (PPFBS) |
2,4,5－三氯苯磺酸鈉 (STB) |
|
應用 |
KSS使用較廣泛，它不含鹵素，環保經濟。添加0.05%~0.1%即可使PC的氧指數從(cong) 27％提高到37％左右，且不會(hui) 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，如不能使薄壁製件(厚度≤2.5mm)的阻燃性達到UL-94 V-0級。實際應用時，常與(yu) 聚矽氧烷複配使用．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PC中添0.06%~0.1%即可使材料阻燃性能達到UL-94 V-0 (3.2mm)。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且會(hui) 影響PC的透明性。為(wei) 滿足更高的阻燃要求。通常可加入少量矽氧烷進行複配．矽氧烷的用量為(wei) 配方總量的0.02%～0.3%時即可使1.6mm厚樣條阻燃性達到UL-94 V-0級。 |
常用於(yu) 阻燃不透明PC材料，其阻燃效果好，在PC中添加0.1%的STB，氧指數即可達25%~35% ．阻燃級可達UL-94 V-0級。STB也可與(yu) 其他阻燃劑混合協同使用。當單獨使用時，整個(ge) 體(ti) 係中鹵元素含量低於(yu) 0.15%，在有些規定中被劃入無鹵材料內(nei) 。 |
|
供應商 |
Sloss |
3M, Bayer, Miteni |
Sloss |
矽係劑(矽氧烷)的阻燃機理
通過生成裂解炭層和提高炭層的抗氧化性來提高阻燃效果。以聚矽氧烷阻燃的高分子材料，聚矽氧烷多半會(hui) 遷移到材料表麵。一旦燃燒，就會(hui) 形成矽氧烷特有的－Si－O－鍵和(或)－Si－C－鍵的無機隔氧絕熱保護層，這既阻止了燃燒分解物外逸，又抑製了高分子材料的熱分解，達到阻燃、低煙、低毒的目的。
矽係阻燃劑分類
n 有機矽係：聚矽氧烷，包括矽油、矽樹脂、矽橡膠及其多種矽 氧烷共聚物
n 無機矽係：矽酸鹽、矽膠、滑石粉等
n 矽係阻燃劑的特點：高效、無毒、低煙、防滴落、無汙染
一些矽係阻燃劑的應用
n GE公司SFR-100，SF-1000
n Dow corning D.C.RM係列矽樹脂微粉阻燃劑，在適用的塑料中添加0.1%～1.0%，就可改善材料的加工性；添加1%～8%即可得到發煙量、放熱量、CO產(chan) 生量均低的阻燃材料
n 日本NEC等公司共同開發的帶有芳香基的、含支鏈結構的特種聚矽氧烷。在一些高聚物(如PC)中分散性良好，不易遷移，對PC/ABS合金不但具有高效阻燃性。而且能大幅度提高材料的衝(chong) 擊強度。同時。材料的耐熱性、成型性及再循環加工性俱佳。
