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2020年10月16日行業資訊

快速了解阻燃改性

改性阻燃尼龍

阻燃的等級:

阻燃是在聚合物材料的燃燒過程中,阻止或抑制其物理/化學變化的速度的過程。塑料阻燃等級由HB、V-2、V-1向V-0逐級遞增,比V-0等級高的阻燃等級還有5V、5VB、5VA。


HB:UL94標準中最低的阻燃等級。要求對于3到13 毫米厚的樣品,燃燒速度小于40毫米每分鐘;小于3毫米厚的樣品,燃燒速度小于70毫米每分鐘;或者在100毫米的標志前熄滅。

V-2:對樣品進行兩次10秒的燃燒測試后,火焰在60秒內熄滅??梢杂腥紵锏粝?。

V-1:對樣品進行兩次10秒的燃燒測試后,火焰在60秒內熄滅。不能有燃燒物掉下。

V-0:對樣品進行兩次10秒的燃燒測試后,火焰在30秒內熄滅。不能有燃燒物掉下。


一般來說,人們都會這么覺得,而且希望阻燃級別達到最高,但是實際情況并非如此。阻燃等級并非越高越好。首先,現有的阻燃測試方法存在局限性,得到的結論也是相對的。再者,一些應用條件下,阻燃等級低的塑料反而要好。例如,在某些電器塑料制品上,要求材料具有抗電弧點燃性,此時如果使用V-2級別的塑料會優于V-0等級的塑料。這是因為V-2級別的塑料不會在電作用下形成導電而結焦,從而降低了著火的可能性,V-0等級塑料反而存在著火可能性。

阻燃劑的分類

按阻燃劑和被阻燃材料的關系,阻燃劑可以分為添加型和反應型兩大類。前者只是以物理方式分散于基材中,多應用于熱塑性高聚物;后者主要作為單體或者是輔助試劑參與高聚物的合成反應,最后成為高聚物的結構單元,多應用于熱固性高聚物。


按阻燃元素分類,常用的阻燃劑分為鹵系、磷系、氮系以及鹵-磷系、磷-氮系、銻系、鎂-鋁系、硼系、硅系、鉬系等等,還有一類是膨脹型阻燃劑,它們大多是磷-氮化合物的復合物;以及一種納米無機物,主要是層狀硅酸鹽。

阻燃劑的發展現況

有機鹵系阻燃劑

目前,有機鹵系阻燃劑仍然是最主要的阻燃劑產品之一,共近百個品種,主要是溴系阻燃劑和氯系阻燃劑,其中溴系阻燃劑有70多個品種。由于溴系阻燃劑具有阻燃效率高、用量少、對材料性能影響小、應用領域廣泛、價格適中等優點,目前全球使用量較大的三種有機阻燃劑產品十溴二苯乙烷、四溴雙酚A及六溴環二烷均屬于溴系阻燃劑。


然而,鹵系阻燃劑在環保及安全方面的問題日益顯現。1986年,瑞士和德國科學家相繼通過的試驗證明多溴二苯醚(PBDPO)及以其阻燃的材料在熱裂解和燃燒時會生成有毒致癌物質多溴代二苯并二噁英(PBDD)和多溴代二苯并呋喃(PBDF),并且,溴系阻燃劑阻燃的高聚物在熱裂及燃燒時會生成大量的煙塵及腐蝕性氣體。目前,蘋果、三星、惠普、戴爾等公司均承諾逐漸停用溴系阻燃劑,要求嚴格的甚至規定:Br<900ppm;Cl<900ppm;Br+Cl < 1500 ppm。

無鹵環保阻燃劑

已被廣泛研究和使用的無鹵環保阻燃劑主要有無機阻燃劑、磷系阻燃劑、氮系阻燃劑、硅系阻燃劑、膨脹阻燃劑、納米阻燃劑以及協效復配阻燃劑等。


產業界正著力于開發新低毒低煙、無污染的阻燃劑和阻燃材料。無機系阻燃劑雖然沒有環保方面的問題,但因其阻燃效率低,添加量大,容易降低材料本身機械性能的關系,往往用于對機械強度性能要求不高的材料,且往往需要添加溴系阻燃劑以提高協同阻燃效率,其應用領域具有一定的限制性;有機磷系阻燃劑具有環保方面的優勢,是作為替代有機鹵系阻燃劑的優先選擇之一。

研究新型無鹵阻燃劑和不同阻燃劑復合的協效作用,研制新型表面改性劑和新的表面改性技術,使阻燃劑與聚合物基體有適宜的相容性,構筑適度柔性、結合力強的界面結構,是將來阻燃劑的發展方向。安米微納技術團隊一直致力于這方面阻燃新材料的研究開發,也取得了一定的成果。


低熔點玻璃粉是一種新型功能性無公害阻燃材料,亦稱為陶瓷化粉,是由安米微納團隊在無鹵無紅磷阻燃體系中最新研發成功的陶瓷化阻燃材料。該粉體為細微無毒無害白色粉末,是穩定的白色材料的基材原料。產品最大特點是低溫熔融,當溫度達到500℃后,產品持續受熱開始熔融成液體,形成了具有良好機械性能的陶瓷,從而提高了塑料組合物在被動防火應用中的阻燃性能,發生火災時,氧化物與熔融玻璃粉形成陶瓷化,降低煙指數、發煙量、發熱量和一氧化碳的產生量,提升氧指數,改善滴落性能等,顯著提高塑料的阻燃性能。


無機粉體氫氧化鎂和氫氧化鋁在阻燃體系中因不耐高溫,材料在高溫下易分解,使得其在阻燃材料應用上受限制。硅系阻燃劑具有耐高溫、抗氧化、不易燃等優點,但有機硅材料需要引入特殊功能基團,提高其分子量, 才能更好與高分子材料相容。低熔點玻璃粉作為阻燃劑是由安米微納獨創研發的陶瓷化阻燃材料,該材料在發生火災時,低熔點玻璃粉熔融成陶瓷化,阻止塑料材料進一步燃燒和氧化,從而起到阻燃的作用。這種新材料還具有耐酸耐堿,在高溫下不會發生酸堿反應,同時具有超強的抗氧化功能。

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