当前位置:首页 信息中心 技术文章

ABS树脂常用助剂之阻燃剂简介

作者:admin    添加时间:2013-08-06 09:41:12    浏览量:4167

阻止或延缓塑料燃烧的物质叫阻燃剂。从燃烧的3个要素和塑料的燃烧机理考虑,要使塑料阻然,必须从其燃烧产生的气相、固相和热量3个方面着手。塑料阻燃的主要途径列于表1中。

表1 

阻燃途径

采取的具体措施

提高塑料的热稳定性

交联、工具与高分解温度塑料共混

提高塑料的导热性

添加无机填料或与导热性高的塑料共混

稀释可燃物和氧气

添加无机填料或能分解难燃气体的阻燃剂

添加自由基抑制剂

添加卤素或磷类阻燃剂

稀释或吸收燃烧过程中产生的热量

添加含结晶水的无机填料、低分子液体能分解吸收大量热量的物质

隔绝氧或炭化塑料保护

加入炭化剂

 

通常阻燃剂可分为添加型和反应型两类。添加型阻燃剂能分散在塑料母体中,但与聚合物不发生键合反应;反应型阻燃剂则与塑料母体发生聚合反应,成为主体树脂的一种组分。塑料阻燃采用的具体方法概括起来主要有添加卤素类阻燃剂、磷类阻燃剂或无机阻燃剂等。塑料阻燃可单独使用上面任一类阻燃剂,也可复合使用两种或多种阻燃剂。事实上,一般都使用复合阻燃剂。无机阻燃剂价廉,燃烧时消烟,无滴落,无污染,毒性小,但添加量大,有的甚至要加到60% ~ 70%才有阻燃效果,从面对塑料性能影响较大,目前较少单独使用。卤素类、磷类阻燃剂,添加量少,阻燃性好,对塑料性能影响小,故多采用,且多与无机阻燃剂结合使用。

 

阻燃剂

在有机阻燃剂中,卤素类有机阻燃剂由于阻然效率高,添加量少,在塑料阻燃中一直起着十分重要的作用,其中溴类阻燃剂年耗量比氯类阻燃剂高。ABS常用的有机阻燃剂有十溴联苯醚、八溴联苯醚、四溴双酚A、双(三溴苯氧基)乙烷、苯氧基四溴双酚A碳酸酯齐聚物、双(三溴苯氧基)乙烷双醚、六溴环十二烷、六溴苯、氯化聚乙烯、全氯环戊癸烷、溴化聚苯乙烯等。卤素与锑的协同体系是目前应用最广泛的阻燃体系,其燃烧所生成的卤化锑的分解温度范围与大多数聚合物的热分解温度范围比较一致,而且添加金属氧化物还可对其进行调节,如氧化铁可使其分解温度下降50~100℃,氧化钙、氧化锌可使其分解温度升高25~50℃。新的协同阻燃体系还有卤素-硅体系、卤家-磷体系、卤素-氮体系等。

 

无机阻燃剂主要有氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、硼酸锌、丝钠铝石、无机磷系阻燃剂等,目前多是填料型阻燃剂,添加量大,对材料性能和加工工艺有不利影响,需进行超徽细化、微胶囊化或表面改性处理。三氧化二锑主要与卤素阻燃剂复合使用,卤紊与锑的摩尔比一般为3:1。无机磷系阻燃剂主要有红磷、聚磷酸铁、磷盐等,其中红磷的燃烧值大,为24000kJ/Kg,其在ABS中的用量不能过大。目前已有微胶囊化红磷和白化红磷供应。如BASF公司用双酚A聚碳酸酯在三氯甲烷溶剂中处理红磷,制成粉状改性红磷阻燃剂,效果较好。日本化学工业公司将红磷粉悬浮在水溶液中,加铝盐溶液,用NaOH调pH到4 ~ 10,使红磷表面附有一层Al(OH)3,再用Cu、Fe、Ni、Sb等重金属盐溶液处理,可制得用于各种树脂的阻燃剂。

 

有机硅阻燃剂是近年来正在开发的新型无卤阻燃荆,也是一种成碳型抑烟剂,它在赋予聚合物优异阻燃抑烟性的同时,还改善材料的加工性能,提高材料的机械性能,特别是低温冲击强度。有机硅阻燃剂与卤素类阻燃剂、金属皂、氢氧化铝、多磷酸胺、SiO2等有协同作用,能促进炭化层的形成,提高阻燃性,抑制烟雾,防止融滴。在ABS树脂中,有机硅一金属皂复合体系比十淇联苯醚,Sb2O3复合体系的阻燃效果要好。在有机硅,金属皂复合体系中,添加SiO2能够明显促进SiC形成,有助于复合体系阻燃性的提高。常用的有机硅阻燃剂有硅酮化合物、硅树脂、硅橡胺等。