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阻燃聚丙烯用哪種阻燃劑?

點擊:1141 添加時間:2020-05-21 09:17:41

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的方法。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,抗沖擊性能不算太好,如果在聚丙烯中引入相溶性差或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或盡量少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,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,V0級別阻燃標準一般添加比例≥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。

  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??梢越浭?00 ℃以下的溫度,在加工過程中一般不易著火。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。適合對制品外觀、性能等要求不高的場合使用。

  溴系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系。人們對鹵系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,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,通用性廣。在PP阻燃中也常常采用。十溴二苯乙烷是其升級品種,環保性能好,阻燃性能幾乎相當,主要是為了應對歐盟的RoHS指令,但是目前成本相對也要提高。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標準其添加比例要小很多,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難易程度方面各有優劣。

  溴系阻燃劑阻燃聚丙烯遇到的最大問題體現在環保性能,制品的機械性能和使用成本等方面。環保問題是溴系阻燃劑討論最多的話題,自從RoHS指令頒布并實施,環保性就成為溴系阻燃劑經常議論的話題,對于出口型企業來說面臨成本增加,利潤降低,市場萎縮的考驗。八溴二苯醚和六溴苯已經成為公認的天敵,產生二惡英已經成為公認,目前幾乎市場難以見到,十溴二苯醚在備受爭議之后被放在了豁免令里,雖然歐盟同意了,但其市場前景不容樂觀,畢竟經歷了談溴色變的時代。一朝被蛇咬,十年怕井繩嘛。取而代之十溴二苯乙烷,因為目前還沒有發現其燃燒時產生二惡英。十溴二苯乙烷目前在國內已經有多家工廠在生產,價格下降不少。其應用與十溴二苯醚近乎相同,理論上其耐遷移性要好于十溴二苯醚,實際結果往往會有析出現象。使用十溴二苯乙烷阻燃聚丙烯V2級以上,阻燃劑與協效劑總量一般要超過總體系的12%,阻燃效率不是很理想。并且客觀起到填充作用,材料的機械性能有惡化趨勢。 


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