各类典型的阻燃剂

1、氯系阻燃剂
近来,氯系阻燃剂已部分为溴系阻燃剂取代,氯系在整个阻燃剂的消耗量中有所下降。
A、氯化石蜡(C20H24Cl18C24H29Cl21)
含氯量50%的主要用作PVC塑料的辅佐增塑剂;含氯量70%的主要用作阻燃剂。
B、氯化聚乙烯
一类含氯35%-40%,另一类含氯68%,无毒。可用于聚烯烃,ABS树脂等。
它本身是聚合材料,因此作为阻燃剂使用时和树脂体系相容性好,不影响塑料的物理机械性能,耐久性良好。
2、溴系阻燃剂
A、四溴双酚A
性质:灰白色粉末。熔点180-184℃,沸点316℃(分解)。
用途:普遍用作反响型阻燃剂以制造含溴环氧树脂和含溴聚碳酸酯以及作为中间体分解其他复杂的阻燃剂,也作为添加型阻燃剂用于ABS、HIPS、不饱和聚酯、硬质聚氨酯泡沫塑料、胶黏剂以及涂料等。既可作添加型阻燃剂,又可作为反响型阻燃剂。
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B、十溴二苯醚
性质:白色微细粉末,溶点为304-309℃,溴含量大约83.3%,简直不溶于所有溶剂,5%热量失重时温度大于320℃,热稳定性好。
用途:添加型阻燃剂,用途普遍;可用于PE、PP、ABS树脂、环氧树脂、PBT树脂、硅橡胶、三元乙橡胶及PET、PA6等材料的阻燃剂。其与Sb2O3并用阻燃效果更佳。缺陷是耐侯性差,容易黄变。
3、磷系阻燃剂
磷系阻燃剂包括无机磷系阻燃剂和有机磷系阻燃剂。
A、无机磷系阻燃剂
红磷、聚磷酸铵(APP)、磷酸铵盐、磷酸盐及聚磷酸盐等。
阻燃机理:熄灭时生成磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸等,掩盖于树脂表面,可促进塑料表面炭化成炭膜;聚偏磷酸则呈黏稠状液态掩盖于塑料表面。这种固态或液态膜能阻止自由基逸出,又能隔绝氧气。
磷系与氮系及金属氢氧化物等阻燃剂都有协同作用,并用可发生协同阻燃和消烟效果。
无机磷系阻燃剂的耐水性差,与聚烯烃的相容性差,致使制品的力学性能下降,所以在聚烯烃中用量少。
①、红磷
白色至紫白色粉末,因仅含有磷元素,所以比其他磷化物阻燃效率高。如7.5%红磷填充PA的氧指数可达35%,而参加15%磷酸酯阻燃剂的PA氧指数仅为28%。
红磷的缺陷为与树脂的相容性差、易吸湿、颜色太深。红磷停止微囊化处置后,与树脂的相容性提高,吸湿性降低,但需避免红磷与氧及水接触而生成剧毒的磷化氢,必须参加磷化氢捕捉剂。
②、聚磷酸铵(APP)
性质:白色粉末,随聚合度增大而吸水性降低。APP在250℃以上分解,释放出水和氨,并生成磷酸,阻燃机理为吸热降温和稀释可燃气体。APP由于分子内含有磷和氮,具有很好的协同作用,阻燃效果很好,主要用于防火涂料中。
B、有机磷系阻燃剂
磷酸酯、磷杂菲(DOPO),磷腈化合物、有机次膦酸以及有机次膦酸盐等
阻燃机理:与无机磷系阻燃剂相似。
①、磷酸酯
磷酸酯中主要包括磷酸三甲苯酯(TCP)、二苯基磷酸甲苯酯(CDP)和磷酸三苯酯(TPP)等,脂肪族磷酸酯中较重要的有磷酸三辛酯(TOP)。
有机磷系阻燃剂与树脂的相容性好,可保持树脂的透明性;缺陷为热稳定性差、易水解、析出性大等。
优点为阻燃和增塑双功用,阻燃无卤化。由于有机磷系阻燃剂大多为油状,与粒状树脂不易混合,因此常用于热固性不饱和聚酯、聚氨酯、软PVC、PVC糊树脂及纤维素树脂等。
②、磷杂菲(DOPO)
反响型阻燃剂,目前应用仅局限于环氧树脂中,市场空间尚未分明扩展。吸水率高,在300℃左右分解,耐热性较差。
③、磷腈化合物
添加型阻燃剂,用于大规模集成电路封装、环氧树脂、LED发光管及其它高分子材料的阻燃。阻燃效果好,耐热性优异,但价钱偏贵。
3、氮系阻燃剂
常用种类有三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)等,往往需参加协同剂,用于PA、PU、PO、PET、PS、PVC等树脂中。氮/磷为最常用的协同阻燃体系。
阻燃机理:这类阻燃剂主要通过火解吸热及生成不燃性气体以稀释可燃物而发扬作用。以及与磷的协同阻燃作用。
①、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)

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